सेमीकंडक्टर एपिटॅक्सीसाठी SiC लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर का आवश्यक आहेत

सेमीकंडक्टर उपकरणे उच्च उर्जा, उच्च वारंवारता आणि अधिक एकत्रीकरणाकडे विकसित होत असल्याने, एपिटॅक्सियल ग्रोथ उपकरणांवर ठेवलेल्या आवश्यकता वाढत्या प्रमाणात मागणी होत आहेत. SiC पॉवर उपकरणे, GaN RF घटक, LED चिप्स किंवा सिलिकॉन एपिटॅक्सियल वेफर्सचे उत्पादन असो, उत्पादक अणुभट्टीच्या आत असलेल्या एका महत्त्वपूर्ण घटकावर- SiC-कोटेड ग्रेफाइट ससेप्टरवर अवलंबून असतात.

रिॲक्शन चेंबरच्या बाहेर क्वचितच दृश्यमान असले तरी, हा घटक थेट वेफर तापमान एकसमानता, कण निर्मिती, कोटिंगचे आयुष्यभर आणि शेवटी उपकरणाच्या उत्पन्नावर परिणाम करतो.

SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर म्हणजे काय?

एक SiC-कोटेड ग्रेफाइट ससेप्टर हा एक अचूक-इंजिनियर केलेला ग्रेफाइट घटक आहे जो दाट रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) सिलिकॉन कार्बाइड कोटिंगद्वारे संरक्षित आहे.

एपिटॅक्सियल अणुभट्टीच्या आत, ससेप्टर अनेक गंभीर कार्ये करतो:

• संपूर्ण वाढ प्रक्रियेत अर्धसंवाहक वेफर्सना समर्थन देते
• हीटरपासून वेफरमध्ये समान रीतीने उष्णता हस्तांतरित करते
• फिल्म एकरूपता सुधारण्यासाठी वेफरसह एकत्र फिरते
• वारंवार थर्मल सायकलिंग अंतर्गत आयामी स्थिरता राखते
• ग्रॅफाइट सब्सट्रेटचे संक्षारक प्रक्रिया वायूंपासून संरक्षण करते

प्रक्रियेवर अवलंबून, ससेप्टर्स पॅनकेक ससेप्टर्स, बॅरल ससेप्टर्स, ट्रे, वेफर वाहक किंवा सानुकूलित अणुभट्टी घटक म्हणून डिझाइन केले जाऊ शकतात.

बेअर ग्रेफाइट का वापरू नये?

ग्रेफाइटला बर्याच काळापासून सर्वोत्कृष्ट उच्च-तापमान अभियांत्रिकी सामग्री म्हणून ओळखले जाते कारण:

उत्कृष्ट थर्मल चालकता

· कमी थर्मल विस्तार गुणांक

· उच्च तापमान स्थिरता

· सुलभ यंत्रक्षमता

· कमी घनता

तथापि, बेअर ग्रेफाइट थेट सेमीकंडक्टर प्रक्रियेसाठी अयोग्य आहे.

एपिटॅक्सी दरम्यान, प्रक्रिया वायू जसे की H₂, HCl, NH₃, सिलेन, क्लोरोसिलेन आणि धातू-सेंद्रिय पूर्ववर्ती ग्रेफाइट पृष्ठभागांवर सतत हल्ला करतात. कालांतराने, ग्रेफाइट कार्बनचे कण ऑक्सिडाइझ करणे, कोरोड करणे आणि सोडणे सुरू करते.

हे कण हे करू शकतात:

· वेफर्स दूषित करणे,

· दोष घनता वाढवणे,

· एपिटॅक्सियल एकसमानता कमी करणे,

· अणुभट्टी देखभाल अंतराल कमी करा.

म्हणून, जवळजवळ सर्व आधुनिक अर्धसंवाहक अणुभट्ट्या उघड्या ग्रेफाइटऐवजी संरक्षणात्मक सिरेमिक कोटिंग्ज वापरतात.

सिलिकॉन कार्बाइड हे पसंतीचे कोटिंग का आहे?

BN, ZrB₂, TaC आणि विविध ऑक्साईड कोटिंग्ससह उपलब्ध कोटिंग मटेरियलमध्ये-CVD सिलिकॉन कार्बाइड हे उद्योग मानक बनले आहे कारण ते थर्मल, रासायनिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांचे उत्कृष्ट संतुलन देते.

मुख्य फायद्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिकार: दाट SiC संक्षारक वायूंना ग्रेफाइट सब्सट्रेटपर्यंत पोहोचण्यापासून प्रतिबंधित करते, नाटकीयरित्या घटकाचे आयुष्य वाढवते.
• उत्कृष्ट थर्मल चालकता: उच्च थर्मल चालकता संपूर्ण वेफरमध्ये उत्कृष्ट तापमान एकरूपता राखून जलद उष्णता हस्तांतरण सक्षम करते.
• कमी थर्मल विस्तार जुळत नाही: SiC चा थर्मल विस्तार गुणांक ग्रेफाइटशी जवळून जुळतो, वारंवार गरम आणि थंड होण्याच्या चक्रात अंतर्गत ताण कमी करतो.
• उच्च कडकपणा: वेफर लोडिंग आणि रिॲक्टर ऑपरेशन दरम्यान कोटिंग घर्षणास प्रतिकार करते.
• उच्च शुद्धता: उच्च-गुणवत्तेचे CVD SiC कोटिंग्स धातूचे प्रदूषण आणि कण निर्मिती कमी करतात—प्रगत सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी महत्त्वपूर्ण.

रासायनिक बाष्प जमा (CVD) का?

विविध कोटिंग तंत्रज्ञान अस्तित्वात आहेत, यासह:

· प्लाझ्मा फवारणी

· सोल-जेल कोटिंग

· इलेक्ट्रोफोरेटिक डिपॉझिशन

· पॅक सिमेंटेशन

· ब्रश लेप

तथापि, सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंग केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन (CVD) ला जास्त पसंती देते कारण ते यासह कोटिंग्ज तयार करते:

· अत्यंत उच्च शुद्धता,

उत्कृष्ट घनता,

· एकसमान जाडी,

· उत्कृष्ट आसंजन,

· कमी सच्छिद्रता,

जटिल भूमितींवर उत्कृष्ट अनुरूपता.

स्प्रे केलेल्या कोटिंग्सच्या विपरीत, ज्यामध्ये छिद्र आणि कमकुवत इंटरफेस असतात, CVD SiC एक दाट क्रिस्टलीय थर बनवते जे ग्रेफाइट सब्सट्रेटशी रासायनिक रीतीने जोडलेले असते, परिणामी कठोर प्रक्रियेच्या परिस्थितीत लक्षणीय दीर्घ सेवा आयुष्य मिळते.

ठराविक अनुप्रयोग

SiC-लेपित ग्रेफाइट घटक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात:

SiC Epitaxy: MOSFETs, SBDs आणि इतर उर्जा उपकरणांसाठी होमोएपिटॅक्सियल ग्रोथ दरम्यान प्रवाहकीय आणि अर्ध-इन्सुलेटिंग SiC वेफर्सला आधार देणे.

सिलिकॉन एपिटॅक्सी: CMOS आणि पॉवर सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सिलिकॉन वेफर एपिटॅक्सीसाठी स्थिर थर्मल प्लॅटफॉर्म प्रदान करणे.

GaN Epitaxy: RF उपकरणे, HEMTs, MicroLEDs आणि पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी GaN-on-Si आणि GaN-on-SiC वाढीला सहाय्य करणे.

एलईडी मॅन्युफॅक्चरिंग: निळा, हिरवा, अतिनील आणि मायक्रोएलईडी एपिटॅक्सियल वाढीसाठी MOCVD अणुभट्ट्यांमध्ये वापरला जातो.

निष्कर्ष

सेमीकंडक्टर प्रक्रिया मोठ्या वेफर्स, घट्ट प्रक्रिया खिडक्या आणि कमी दोष घनतेकडे पुढे जात असल्याने, उच्च-कार्यक्षमता अणुभट्टी घटकांचे महत्त्व वाढतच जाते.

CVD SiC-कोटेड ग्रेफाइट ससेप्टर्स अपरिहार्य बनले आहेत कारण ते ग्रेफाइटचे उत्कृष्ट थर्मल कार्यप्रदर्शन सिलिकॉन कार्बाइडच्या उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिकार, शुद्धता आणि टिकाऊपणासह एकत्र करतात.

SiC पॉवर उपकरणे, GaN RF इलेक्ट्रॉनिक्स, LED उत्पादन किंवा सिलिकॉन एपिटॅक्सी असोत, उच्च-गुणवत्तेच्या SiC-कोटेड ग्रेफाइट घटकांमध्ये गुंतवणूक केल्याने थेट उच्च उत्पन्न, दीर्घ उपकरणे अपटाइम आणि कमी उत्पादन खर्चात योगदान होते.