Afgerandi hlutverk og notkunartilvik SiC-húðaðra grafítviðtaka í hálfleiðaraframleiðslu

Semicera hálfleiðari áformar að auka framleiðslu á kjarnaíhlutum fyrir hálfleiðaraframleiðslubúnað á heimsvísu. Árið 2027 stefnum við að því að stofna nýja 20.000 fermetra verksmiðju með heildarfjárfestingu upp á 70 milljónir USD. Einn af kjarnaþáttum okkar, thekísilkarbíð (SiC) obláta burðarefni, einnig þekktur sem susceptor, hefur séð verulegar framfarir. Svo, hvað nákvæmlega er þessi bakki sem geymir obláturnar?

Í oblátaframleiðsluferlinu eru epitaxial lög byggð á ákveðnum oblátum undirlagi til að búa til tæki. Til dæmis eru GaAs epitaxial lög undirbúin á sílikon hvarfefni fyrir LED tæki, SiC epitaxial lög eru ræktuð á leiðandi SiC hvarfefni fyrir orkunotkun eins og SBD og MOSFET, og GaN epitaxial lög eru smíðuð á hálfeinangrandi SiC hvarfefni fyrir RF notkun eins og HEMTs . Þetta ferli byggir mikið áefnagufuútfelling (CVD)búnaði.

Í CVD búnaði er ekki hægt að setja hvarfefni beint á málm eða einfaldan undirlag fyrir útfellingu útfellingar vegna ýmissa þátta eins og gasflæðis (lárétt, lóðrétt), hitastig, þrýsting, stöðugleika og mengun. Þess vegna er susceptor notaður til að setja hvarfefnið á, sem gerir útfellingu húðarinnar kleift með CVD tækni. Þessi susceptor erSiC-húðaður grafít susceptor.

SiC-húðuð grafítviður eru venjulega notaðar í Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) búnaði til að styðja við og hita einkristalt hvarfefni. Hitastöðugleiki og einsleitni SiC-húðuð grafítviðureru mikilvæg fyrir vaxtargæði epitaxial efnis, sem gerir þau að kjarnahluta MOCVD búnaðar (leiðandi MOCVD búnaðarfyrirtæki eins og Veeco og Aixtron). Eins og er, er MOCVD tækni mikið notuð í epitaxial vexti GaN kvikmynda fyrir bláa LED vegna einfaldleika hennar, stjórnanlegs vaxtarhraða og mikils hreinleika. Sem ómissandi hluti af MOCVD reactor, thesusceptor fyrir GaN filmu epitaxial vöxtverður að hafa háhitaþol, samræmda hitaleiðni, efnafræðilegan stöðugleika og sterka hitaáfallsþol. Grafít uppfyllir þessar kröfur fullkomlega.

Sem kjarnahluti MOCVD búnaðar styður grafítþolinn og hitar einkristal hvarfefni, sem hefur bein áhrif á einsleitni og hreinleika filmuefna. Gæði þess hafa bein áhrif á undirbúning á epitaxial oblátum. Hins vegar, með aukinni notkun og mismunandi vinnuaðstæðum, slitna grafítþolnar auðveldlega og teljast rekstrarvörur.

MOCVD susceptorsþarf að hafa ákveðna húðeiginleika til að uppfylla eftirfarandi kröfur:

• -Góð umfjöllun:Húðin verður að hylja grafítþolann alveg með miklum þéttleika til að koma í veg fyrir tæringu í ætandi gasumhverfi.
• - Hár bindistyrkur:Húðin verður að bindast sterklega við grafítþolann, þola margar háhita- og lághitalotur án þess að flagna af.
• -Efnafræðilegur stöðugleiki:Húðin verður að vera efnafræðilega stöðug til að forðast bilun í háhita og ætandi andrúmslofti.

SiC, með tæringarþol, mikilli hitaleiðni, hitaáfallsþol og mikla efnafræðilega stöðugleika, skilar sér vel í GaN epitaxial umhverfi. Að auki er varmaþenslustuðull SiC svipaður og grafít, sem gerir SiC að ákjósanlegu efni fyrir grafít susceptor húðun.

Sem stendur eru algengar tegundir af SiC 3C, 4H og 6H, hver hentugur fyrir mismunandi notkun. Til dæmis getur 4H-SiC framleitt aflmikil tæki, 6H-SiC er stöðugt og notað fyrir sjónræn tæki, en 3C-SiC er svipað að uppbyggingu og GaN, sem gerir það hentugt fyrir GaN epitaxial lag framleiðslu og SiC-GaN RF tæki. 3C-SiC, einnig þekkt sem β-SiC, er aðallega notað sem filma og húðunarefni, sem gerir það að aðalefni fyrir húðun.

Það eru ýmsar aðferðir til að undirbúaSiC húðun, þar á meðal sol-gel, innfelling, burstun, plasmaúðun, efnagufuviðbrögð (CVR) og efnagufuútfelling (CVD).

Meðal þeirra er innfellingaraðferðin háhita fastfasa sintunarferli. Með því að setja grafít undirlagið í innfellingarduft sem inniheldur Si og C duft og sintra í óvirku gasumhverfi, myndast SiC húð á grafít undirlaginu. Þessi aðferð er einföld og húðunin festist vel við undirlagið. Hins vegar skortir húðunina einsleitni í þykkt og getur haft svitahola, sem leiðir til lélegrar oxunarþols.

Spray Húðunaraðferð

Sprautuhúðunaraðferðin felur í sér að úða fljótandi hráefni á grafít undirlagsyfirborðið og herða þau við ákveðið hitastig til að mynda húðun. Þessi aðferð er einföld og hagkvæm en leiðir til veikrar tengingar milli húðunar og undirlags, lélegrar einsleitni húðunar og þunnrar húðunar með lágt oxunarþol, sem krefst hjálparaðferða.

Ion Beam Spraying Method

Ijóngeislaúðun notar jóngeislabyssu til að úða bráðnu eða að hluta bráðnu efni á grafít undirlagsyfirborðið og myndar húðun við storknun. Þessi aðferð er einföld og framleiðir þétt SiC húðun. Hins vegar hafa þunnu húðirnar veikt oxunarþol, oft notað fyrir SiC samsett húðun til að bæta gæði.

Sol-gel aðferð

Sol-gel aðferðin felur í sér að útbúa samræmda, gagnsæja sóllausn, þekja yfirborð undirlagsins og fá húðunina eftir þurrkun og sintrun. Þessi aðferð er einföld og hagkvæm en leiðir til húðunar með lágt hitaáfallsþol og næmi fyrir sprungum, sem takmarkar útbreiðslu hennar.

Chemical Vapor Reaction (CVR)

CVR notar Si og SiO2 duft við háan hita til að mynda SiO gufu, sem hvarfast við undirlag kolefnisefnisins til að mynda SiC húð. SiC húðunin sem myndast tengist þétt við undirlagið, en ferlið krefst hás hvarfhita og kostnaðar.

Chemical Vapor Deposition (CVD)

CVD er aðaltæknin til að undirbúa SiC húðun. Það felur í sér gasfasaviðbrögð á yfirborði grafít undirlagsins, þar sem hráefni gangast undir eðlis- og efnahvörf og setjast út sem SiC húðun. CVD framleiðir þétt tengt SiC húðun sem eykur oxunar- og eyðingarþol undirlagsins. Hins vegar hefur CVD langan útfellingartíma og getur falið í sér eitraðar lofttegundir.

Markaðsástand

Á markaðnum fyrir SiC-húðuð grafítsýkla hafa erlendir framleiðendur umtalsverða forystu og mikla markaðshlutdeild. Semicera hefur sigrast á kjarnatækni fyrir samræmda SiC húðunarvöxt á grafít undirlagi, sem býður upp á lausnir sem taka á hitaleiðni, teygjustuðul, stífleika, grindargalla og önnur gæðavandamál, sem uppfylla að fullu kröfur MOCVD búnaðar.

Framtíðarhorfur

Hálfleiðaraiðnaðurinn í Kína er að þróast hratt, með aukinni staðsetningu MOCVD epitaxial búnaðar og vaxandi notkun. Gert er ráð fyrir að markaðurinn fyrir SiC-húðað grafítþolni vaxi hratt.

Niðurstaða

Sem mikilvægur þáttur í samsettum hálfleiðarabúnaði er það hernaðarlega mikilvægt fyrir hálfleiðaraiðnaðinn í Kína að ná tökum á kjarnaframleiðslutækninni og staðsetja SiC-húðaða grafítþolna. Innlent SiC-húðað grafítsýklasvið blómstrar og vörugæði ná alþjóðlegum stigum.Semiceraer leitast við að verða leiðandi birgir á þessu sviði.