SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் என்றால் என்ன?

படம் 1.SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சசெப்டர்

1. எபிடாக்சியல் அடுக்கு மற்றும் அதன் உபகரணங்கள்

செதில் உற்பத்தி செயல்பாட்டின் போது, ​​​​சாதனங்களை தயாரிப்பதற்கு வசதியாக சில செதில் அடி மூலக்கூறுகளில் ஒரு எபிடாக்சியல் அடுக்கை மேலும் உருவாக்க வேண்டும். எபிடாக்ஸி என்பது ஒரு ஒற்றை படிக அடி மூலக்கூறில் ஒரு புதிய ஒற்றை படிகத்தை வளர்க்கும் செயல்முறையைக் குறிக்கிறது, இது வெட்டுதல், அரைத்தல் மற்றும் மெருகூட்டல் மூலம் கவனமாக செயலாக்கப்படுகிறது. புதிய ஒற்றை படிகமானது அடி மூலக்கூறின் அதே பொருளாகவோ அல்லது வேறுபட்ட பொருளாகவோ (ஹோமோபிடாக்சியல் அல்லது ஹெட்டோரோபிடாக்சியல்) இருக்கலாம். புதிய ஒற்றை படிக அடுக்கு அடி மூலக்கூறு படிக கட்டத்தில் வளர்வதால், இது எபிடாக்சியல் லேயர் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் சாதன உற்பத்தி எபிடாக்சியல் லேயரில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. 

உதாரணமாக, ஏGaAs epitaxialLED ஒளி-உமிழும் சாதனங்களுக்கான சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறில் அடுக்கு தயாரிக்கப்படுகிறது; அSiC எபிடாக்சியல்மின் பயன்பாடுகளில் SBD, MOSFET மற்றும் பிற சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கு கடத்தும் SiC அடி மூலக்கூறில் அடுக்கு வளர்க்கப்படுகிறது; தகவல்தொடர்புகள் போன்ற ரேடியோ அலைவரிசை பயன்பாடுகளில் HEMT போன்ற சாதனங்களை மேலும் உற்பத்தி செய்வதற்காக ஒரு GaN எபிடாக்சியல் அடுக்கு ஒரு அரை-இன்சுலேடிங் SiC அடி மூலக்கூறில் கட்டப்பட்டுள்ளது. SiC எபிடாக்சியல் பொருட்களின் தடிமன் மற்றும் பின்னணி கேரியர் செறிவு போன்ற அளவுருக்கள் SiC சாதனங்களின் பல்வேறு மின் பண்புகளை நேரடியாக தீர்மானிக்கிறது. இந்த செயல்பாட்டில், இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) உபகரணங்கள் இல்லாமல் நாம் செய்ய முடியாது.

படம் 2. எபிடாக்சியல் பட வளர்ச்சி முறைகள்

2. சிவிடி கருவிகளில் SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்செப்டரின் முக்கியத்துவம்

CVD உபகரணங்களில், அடி மூலக்கூறை நேரடியாக உலோகத்தின் மீது அல்லது எபிடாக்சியல் படிவுக்கான அடித்தளத்தில் வைக்க முடியாது, ஏனெனில் இது வாயு ஓட்டம் திசை (கிடைமட்ட, செங்குத்து), வெப்பநிலை, அழுத்தம், நிர்ணயம் மற்றும் அசுத்தங்கள் போன்ற பல காரணிகளை உள்ளடக்கியது. எனவே, நாம் ஒரு சஸ்பெப்டரைப் பயன்படுத்த வேண்டும்(செதில் கேரியர்) அடி மூலக்கூறை ஒரு தட்டில் வைத்து அதன் மீது எபிடாக்சியல் படிவு செய்ய CVD தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தவும். இந்த susceptor SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் ஆகும் (இது ஒரு தட்டு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது).

2.1 எம்ஓசிவிடி உபகரணங்களில் SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சசெப்டரின் பயன்பாடு

SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறதுஉலோக கரிம இரசாயன நீராவி படிவு (MOCVD) உபகரணங்கள்ஒற்றை படிக அடி மூலக்கூறுகளை ஆதரிக்கவும் வெப்பப்படுத்தவும். இந்த சஸ்செப்டரின் வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் வெப்ப சீரான தன்மை ஆகியவை எபிடாக்சியல் பொருட்களின் தரத்திற்கு முக்கியமானவை, எனவே இது MOCVD உபகரணங்களில் இன்றியமையாத முக்கிய அங்கமாக கருதப்படுகிறது. உலோக கரிம இரசாயன நீராவி படிவு (MOCVD) தொழில்நுட்பம் தற்போது நீல LED களில் GaN மெல்லிய படங்களின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது எளிமையான செயல்பாடு, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் உயர் தூய்மை ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

MOCVD உபகரணங்களில் உள்ள முக்கிய கூறுகளில் ஒன்றாக, Vetek குறைக்கடத்தி கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் ஒற்றை படிக அடி மூலக்கூறுகளை ஆதரிக்கிறது மற்றும் சூடாக்குகிறது, இது மெல்லிய படலப் பொருட்களின் சீரான தன்மை மற்றும் தூய்மையை நேரடியாக பாதிக்கிறது, இதனால் எபிடாக்சியல் செதில்களின் தயாரிப்பு தரத்துடன் தொடர்புடையது. பயன்பாடுகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும் மற்றும் பணிச்சூழல் மாறும்போது, ​​கிராஃபைட் சசெப்டர் அணிய வாய்ப்புள்ளது, எனவே நுகர்வு என வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

2.2 SIC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சசெப்டரின் சிறப்பியல்புகள்

MOCVD உபகரணங்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, கிராஃபைட் சஸ்செப்டருக்குத் தேவையான பூச்சு பின்வரும் தரநிலைகளைப் பூர்த்தி செய்ய குறிப்பிட்ட பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்:

✔  நல்ல கவரேஜ்: SiC பூச்சு சஸ்செப்டரை முழுவதுமாக மறைக்க வேண்டும் மற்றும் அரிக்கும் வாயு சூழலில் சேதத்தைத் தடுக்க அதிக அளவு அடர்த்தியைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

✔  அதிக பிணைப்பு வலிமை: பூச்சு சஸ்செப்டருடன் உறுதியாகப் பிணைக்கப்பட்டிருக்க வேண்டும் மற்றும் பல உயர்-வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு எளிதில் விழுவதில்லை.

✔  நல்ல இரசாயன நிலைத்தன்மைஉயர் வெப்பநிலை மற்றும் அரிக்கும் வளிமண்டலங்களில் தோல்வியைத் தவிர்க்க பூச்சு நல்ல இரசாயன நிலைத்தன்மையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

2.3 கிராஃபைட் மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு பொருட்களை பொருத்துவதில் உள்ள சிரமங்கள் மற்றும் சவால்கள்

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) அரிப்பு எதிர்ப்பு, அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு மற்றும் நல்ல இரசாயன நிலைத்தன்மை போன்ற அதன் நன்மைகள் காரணமாக GaN எபிடாக்சியல் வளிமண்டலங்களில் சிறப்பாக செயல்படுகிறது. அதன் வெப்ப விரிவாக்க குணகம் கிராஃபைட்டைப் போலவே உள்ளது, இது கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் பூச்சுகளுக்கு விருப்பமான பொருளாக அமைகிறது.

இருப்பினும், எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக,கிராஃபைட்மற்றும்சிலிக்கான் கார்பைடுஇரண்டு வெவ்வேறு பொருட்கள், மற்றும் பூச்சு ஒரு குறுகிய சேவை வாழ்க்கை உள்ளது, கீழே விழுவது எளிது, மற்றும் வெவ்வேறு வெப்ப விரிவாக்கம் குணகங்கள் காரணமாக செலவுகள் அதிகரிக்கும் சூழ்நிலைகள் இன்னும் இருக்கும். 

3. SiC பூச்சு தொழில்நுட்பம்

3.1 SiC இன் பொதுவான வகைகள்

தற்போது, ​​SiC இன் பொதுவான வகைகளில் 3C, 4H மற்றும் 6H ஆகியவை அடங்கும், மேலும் பல்வேறு வகையான SiC பல்வேறு நோக்கங்களுக்காக பொருத்தமானது. எடுத்துக்காட்டாக, 4H-SiC உயர்-சக்தி சாதனங்களைத் தயாரிப்பதற்கு ஏற்றது, 6H-SiC ஒப்பீட்டளவில் நிலையானது மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் 3C-SiC ஆனது GaN எபிடாக்சியல் அடுக்குகளைத் தயாரிக்கவும் SiC-GaN RF சாதனங்களைத் தயாரிக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம். GaN ஐ ஒத்த அதன் அமைப்பு. 3C-SiC பொதுவாக β-SiC என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது, இது முக்கியமாக மெல்லிய படங்கள் மற்றும் பூச்சு பொருட்களுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனவே, β-SiC தற்போது பூச்சுகளுக்கான முக்கிய பொருட்களில் ஒன்றாகும்.

3.2 .சிலிக்கான் கார்பைடு பூச்சுதயாரிப்பு முறை

சிலிக்கான் கார்பைடு பூச்சுகளைத் தயாரிப்பதற்கு, ஜெல்-சோல் முறை, தெளிக்கும் முறை, அயன் கற்றை தெளிக்கும் முறை, இரசாயன நீராவி எதிர்வினை முறை (CVR) மற்றும் இரசாயன நீராவி படிவு முறை (CVD) உள்ளிட்ட பல விருப்பங்கள் உள்ளன. அவற்றில், இரசாயன நீராவி படிவு முறை (CVD) தற்போது SiC பூச்சுகளைத் தயாரிப்பதற்கான முக்கிய தொழில்நுட்பமாகும். இந்த முறையானது அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் SiC பூச்சுகளை வாயு கட்ட எதிர்வினை மூலம் டெபாசிட் செய்கிறது, இது பூச்சுக்கும் அடி மூலக்கூறுக்கும் இடையே நெருக்கமான பிணைப்பின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, அடி மூலக்கூறு பொருளின் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் நீக்குதல் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது.

உயர்-வெப்பநிலை சின்டரிங் முறை, கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறை உட்பொதிக்கும் பொடியில் வைத்து, மந்தமான வளிமண்டலத்தின் கீழ் அதிக வெப்பநிலையில் சின்டர் செய்வதன் மூலம், இறுதியாக அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் SiC பூச்சு உருவாகிறது, இது உட்பொதித்தல் முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த முறை எளிமையானது மற்றும் பூச்சு அடி மூலக்கூறுடன் இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்டிருந்தாலும், தடிமன் திசையில் பூச்சுகளின் சீரான தன்மை மோசமாக உள்ளது, மேலும் துளைகள் தோன்றும், இது ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது.

✔  தெளிக்கும் முறைகிராஃபைட் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் திரவ மூலப்பொருட்களை தெளிப்பதை உள்ளடக்கியது, பின்னர் ஒரு பூச்சு உருவாக்க ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் மூலப்பொருட்களை திடப்படுத்துகிறது. இந்த முறை குறைந்த விலை என்றாலும், பூச்சு பலவீனமாக அடி மூலக்கூறுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் பூச்சு மோசமான சீரான தன்மை, மெல்லிய தடிமன் மற்றும் மோசமான ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் பொதுவாக கூடுதல் சிகிச்சை தேவைப்படுகிறது.

✔  அயன் கற்றை தெளிக்கும் தொழில்நுட்பம்கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் உருகிய அல்லது ஓரளவு உருகிய பொருளை தெளிக்க அயன் கற்றை துப்பாக்கியைப் பயன்படுத்துகிறது, பின்னர் அது திடப்படுத்துகிறது மற்றும் ஒரு பூச்சு உருவாக்க பிணைக்கிறது. செயல்பாடு எளிமையானது மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் அடர்த்தியான சிலிக்கான் கார்பைடு பூச்சுகளை உருவாக்க முடியும் என்றாலும், பூச்சு உடைக்க எளிதானது மற்றும் மோசமான ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது பொதுவாக உயர்தர SiC கலவை பூச்சுகளைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.

✔ சோல்-ஜெல் முறை, இந்த முறை ஒரு சீரான மற்றும் வெளிப்படையான சோல் கரைசலை தயாரிப்பதை உள்ளடக்கியது, அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் அதைப் பயன்படுத்துகிறது, பின்னர் ஒரு பூச்சு உருவாக்க உலர்த்துதல் மற்றும் துடைத்தல். செயல்பாடு எளிமையானது மற்றும் செலவு குறைவாக இருந்தாலும், தயாரிக்கப்பட்ட பூச்சு குறைந்த வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் விரிசல் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது, எனவே அதன் பயன்பாட்டு வரம்பு குறைவாக உள்ளது.

✔ இரசாயன நீராவி எதிர்வினை தொழில்நுட்பம் (CVR): SiO நீராவியை உருவாக்க CVR Si மற்றும் SiO2 தூளைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் கார்பன் பொருள் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் இரசாயன எதிர்வினை மூலம் SiC பூச்சு உருவாக்குகிறது. இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்ட பூச்சு தயாரிக்கப்படலாம் என்றாலும், அதிக எதிர்வினை வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது மற்றும் செலவு அதிகம்.

✔  இரசாயன நீராவி படிவு (CVD): சிவிடி தற்போது SiC பூச்சுகளைத் தயாரிப்பதற்கு மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பமாகும், மேலும் SiC பூச்சுகள் அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் வாயு கட்ட எதிர்வினைகளால் உருவாகின்றன. இந்த முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட பூச்சு அடி மூலக்கூறுடன் நெருக்கமாகப் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது அடி மூலக்கூறின் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் நீக்குதல் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது, ஆனால் நீண்ட படிவு நேரம் தேவைப்படுகிறது, மேலும் எதிர்வினை வாயு நச்சுத்தன்மையுடையதாக இருக்கலாம்.

படம் 3.ரசாயன நீராவி டிபோஸ்ஷன் வரைபடம்

4. சந்தை போட்டி மற்றும்Vetek செமிகண்டக்டர்தொழில்நுட்ப கண்டுபிடிப்பு

SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறு சந்தையில், வெளிநாட்டு உற்பத்தியாளர்கள் வெளிப்படையான முன்னணி நன்மைகள் மற்றும் அதிக சந்தைப் பங்குடன் முன்னதாகவே தொடங்கினர். சர்வதேச அளவில், நெதர்லாந்தில் உள்ள Xycard, ஜெர்மனியில் SGL, ஜப்பானில் Toyo Tanso மற்றும் அமெரிக்காவில் MEMC ஆகியவை முக்கிய சப்ளையர்கள், மேலும் அவை அடிப்படையில் சர்வதேச சந்தையை ஏகபோகமாக்குகின்றன. இருப்பினும், சீனா இப்போது கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறுகளின் மேற்பரப்பில் சீராக வளரும் SiC பூச்சுகளின் முக்கிய தொழில்நுட்பத்தை உடைத்துவிட்டது, மேலும் அதன் தரம் உள்நாட்டு மற்றும் வெளிநாட்டு வாடிக்கையாளர்களால் சரிபார்க்கப்பட்டது. அதே நேரத்தில், SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறுகளின் பயன்பாட்டிற்கான MOCVD உபகரணங்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யக்கூடிய சில போட்டி நன்மைகளையும் இது கொண்டுள்ளது. 

Vetek குறைக்கடத்தி துறையில் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டில் ஈடுபட்டுள்ளதுSiC பூச்சுகள்20 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக. எனவே, நாங்கள் SGL போன்ற அதே தாங்கல் அடுக்கு தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளோம். சிறப்பு செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தின் மூலம், கிராஃபைட் மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடுகளுக்கு இடையில் ஒரு இடையக அடுக்கு சேர்க்கப்படலாம், இதன் மூலம் சேவை வாழ்க்கையை இரண்டு மடங்குக்கு மேல் அதிகரிக்கலாம்.