די קריטיש ראָלע און אַפּלאַקיישאַן קאַסעס פון סיק-קאָוטאַד גראַפיטע סוססעפּטאָרס אין סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג

סעמיסעראַ סעמיקאַנדאַקטער פּלאַנז צו פאַרגרעסערן די פּראָדוקציע פון ​​​​האַרץ קאַמפּאָונאַנץ פֿאַר סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג ויסריכט גלאָובאַלי. אין 2027, מיר צילן צו גרינדן אַ נייַע 20,000 קוואַדראַט מעטער פאַבריק מיט אַ גאַנץ ינוועסמאַנט פון 70 מיליאָן וסד. איינער פון אונדזער הויפּט קאַמפּאָונאַנץ, דיסיליציום קאַרבידע (סיק) ווייפער טרעגער, אויך באקאנט ווי אַ סאַסעפּטאָר, האט געזען באַטייַטיק אַדוואַנטידזשיז. אַזוי, וואָס פּונקט איז דעם טאַץ וואָס האלט די ווייפערז?

אין די ווייפער מאַנופאַקטורינג פּראָצעס, עפּיטאַקסיאַל לייַערס זענען געבויט אויף זיכער ווייפער סאַבסטרייץ צו שאַפֿן דעוויסעס. פֿאַר בייַשפּיל, GaAs עפּיטאַקסיאַל לייַערס זענען צוגעגרייט אויף סיליציום סאַבסטרייץ פֿאַר געפירט דעוויסעס, SiC עפּיטאַקסיאַל לייַערס זענען דערוואַקסן אויף קאַנדאַקטיוו סיק סאַבסטרייץ פֿאַר מאַכט אַפּלאַקיישאַנז ווי SBDs און MOSFETs, און GaN עפּיטאַקסיאַל לייַערס זענען קאַנסטראַקטאַד אויף האַלב-ינסאַלייטינג סיק סאַבסטרייץ פֿאַר רף אַפּלאַקיישאַנז אַזאַ ווי HEMTs. . דעם פּראָצעס רילייז שווער אויףכעמישער פארע דיפּאַזישאַן (CVD)ויסריכט.

אין CVD ויסריכט, סאַבסטרייץ קענען ניט זיין געשטעלט גלייַך אויף מעטאַל אָדער אַ פּשוט באַזע פֿאַר עפּיטאַקסיאַל דעפּאַזישאַן רעכט צו פאַרשידן סיבות ווי גאַז לויפן (האָריזאָנטאַל, ווערטיקאַל), טעמפּעראַטור, דרוק, פעסטקייַט און קאַנטאַמאַניישאַן. דעריבער, אַ סוססעפּטאָר איז געניצט צו שטעלן די סאַבסטרייט אויף, וואָס אַלאַוז עפּיטאַקסיאַל דעפּאַזישאַן ניצן CVD טעכנאָלאָגיע. דעם סאַסעפּטאָר איז דערסיק-קאָוטאַד גראַפייט סאַסעפּטאָר.

סיק-קאָוטאַד גראַפייט סאַסעפּטערז זענען טיפּיקלי געניצט אין מעטאַל-אָרגאַניק כעמישער פארע דעפּאָסיטיאָן (MOCVD) ויסריכט צו שטיצן און היץ איין-קריסטאַל סאַבסטרייץ. די טערמאַל פעסטקייַט און יונאַפאָרמאַטי פון סיק-קאָוטאַד גראַפייט סאַסעפּטערזזענען קריטיש פֿאַר די וווּקס קוואַליטעט פון עפּיטאַקסיאַל מאַטעריאַלס, מאכן זיי אַ האַרץ קאָמפּאָנענט פון MOCVD ויסריכט (לידינג MOCVD ויסריכט קאָמפּאַניעס אַזאַ ווי Veeco און Aixtron). דערווייַל, MOCVD טעכנאָלאָגיע איז וויידלי געניצט אין די עפּיטאַקסיאַל וווּקס פון GaN פילמס פֿאַר בלוי לעדס רעכט צו זיין פּאַשטעס, קאַנטראָולאַבאַל וווּקס קורס און הויך ריינקייַט. ווי אַ יקערדיק טייל פון די MOCVD רעאַקטאָר, דיסאַסעפּטאָר פֿאַר GaN פילם עפּיטאַקסיאַל וווּקסמוזן האָבן הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעל, מונדיר טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי, כעמישער פעסטקייַט און שטאַרק טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל. גראַפיטע טרעפן די באדערפענישן בישליימעס.

ווי אַ האַרץ קאָמפּאָנענט פון MOCVD עקוויפּמענט, די גראַפייט סאַסעפּטאָר שטיצט און כיץ איין-קריסטאַל סאַבסטרייץ, גלייך אַפעקטינג די יונאַפאָרמאַטי און ריינקייַט פון פילם מאַטעריאַלס. זייַן קוואַליטעט גלייך ימפּאַקץ די צוגרייטונג פון עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. אָבער, מיט געוואקסן באַניץ און וועריינג אַרבעט טנאָים, גראַפייט סאַסעפּטערז זענען לייכט וואָרן אויס און זענען געהאלטן קאָנסומאַבלעס.

MOCVD סאַסעפּטערזאיר דאַרפֿן צו האָבן זיכער קאָוטינג קעראַקטעריסטיקס צו טרעפן די פאלגענדע באדערפענישן:

• - גוט קאַווערידזש:די קאָוטינג מוזן גאָר דעקן די גראַפייט סאַסעפּטאָר מיט הויך געדיכטקייַט צו פאַרמייַדן קעראָוזשאַן אין אַ קעראָוסיוו גאַז סוויווע.
• - הויך באַנדינג שטאַרקייַט:די קאָוטינג מוזן זיין שטאַרק בונד צו די גראַפייט סאַסעפּטאָר, וויטסטאַנד קייפל הויך-טעמפּעראַטור און נידעריק-טעמפּעראַטור סייקאַלז אָן פּילינג אַוועק.
• -כעמיש פעסטקייַט:די קאָוטינג מוזן זיין כעמיש סטאַביל צו ויסמיידן דורכפאַל אין הויך-טעמפּעראַטור און קעראָוסיוו אַטמאָספערעס.

סיק, מיט זייַן קעראָוזשאַן קעגנשטעל, הויך טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי, טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל און הויך כעמישער פעסטקייַט, פּערפאָרמז גוט אין די GaN עפּיטאַקסיאַל סוויווע. אַדדיטיאָנאַללי, די טערמאַל יקספּאַנשאַן קאָואַפישאַנט פון סיק איז ענלעך צו גראַפייט, מאכן סיק די בילכער מאַטעריאַל פֿאַר גראַפיטע סאַסעפּטאָר קאָוטינגז.

דערווייַל, פּראָסט טייפּס פון SiC אַרייַננעמען 3C, 4H און 6H, יעדער פּאַסיק פֿאַר פאַרשידענע אַפּלאַקיישאַנז. פֿאַר בייַשפּיל, 4H-SiC קענען פּראָדוצירן הויך-מאַכט דעוויסעס, 6H-SiC איז סטאַביל און געוויינט פֿאַר אָפּטאָעלעקטראָניק דעוויסעס, בשעת 3C-SiC איז ענלעך אין סטרוקטור צו GaN, וואָס מאכט עס פּאַסיק פֿאַר GaN עפּיטאַקסיאַל שיכטע פּראָדוקציע און SiC-GaN רף דעוויסעס. 3C-SiC, אויך באקאנט ווי β-SiC, איז דער הויפּט געניצט ווי אַ פילם און קאָוטינג מאַטעריאַל, וואָס מאכט עס אַ ערשטיק מאַטעריאַל פֿאַר קאָאַטינגס.

עס זענען פאַרשידן מעטהאָדס צו צוגרייטןSiC קאָאַטינגס, אַרייַנגערעכנט סאָל-געל, עמבעדדינג, בראַשינג, פּלאַזמע ספּרייינג, כעמישער פארע אָפּרוף (CVR), און כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (CVD).

צווישן די, די עמבעדדינג אופֿן איז אַ הויך-טעמפּעראַטור האַרט-פאַסע סינטערינג פּראָצעס. דורך פּלייסינג די גראַפיטע סאַבסטרייט אין אַ עמבעדדינג פּודער מיט סי און C פּודער און סינטערינג אין אַ ינערט גאַז סוויווע, אַ סיק קאָוטינג פארמען אויף די גראַפייט סאַבסטרייט. דעם אופֿן איז פּשוט, און די קאָוטינג קייטן געזונט מיט די סאַבסטרייט. אָבער, די קאָוטינג פעלן גרעב יונאַפאָרמאַטי און קען האָבן פּאָרעס, לידינג צו נעבעך אַקסאַדיישאַן קעגנשטעל.

ספּרייַ קאָוטינג אופֿן

דער שפּריץ קאָוטינג אופֿן ינוואַלווז ספּרייינג פליסיק רוי מאַטעריאַלס אַנטו די גראַפיטע סאַבסטרייט ייבערפלאַך און קיורינג זיי אין אַ ספּעציפיש טעמפּעראַטור צו פאָרעם אַ קאָוטינג. דער אופֿן איז פּשוט און פּרייַז-עפעקטיוו אָבער רעזולטאטן אין אַ שוואַך באַנדינג צווישן די קאָוטינג און סאַבסטרייט, נעבעך קאָוטינג יונאַפאָרמאַטי און דין קאָוטינגז מיט נידעריק אַקסאַדיישאַן קעגנשטעל, ריקוויירינג אַגזיליערי מעטהאָדס.

יאָן שטראַל ספּרייינג אופֿן

יאָן שטראַל ספּרייינג ניצט אַ יאָן שטראַל ביקס צו שפּריץ מאָולטאַן אָדער טייל מאָולטאַן מאַטעריאַלס אַנטו די גראַפיטע סאַבסטרייט ייבערפלאַך, פאָרמינג אַ קאָוטינג אויף סאָלידיפיקאַטיאָן. דער אופֿן איז פּשוט און טראגט געדיכט סיק קאָוטינגז. אָבער, די דין קאָאַטינגס האָבן אַ שוואַך אַקסאַדיישאַן קעגנשטעל, אָפט געניצט פֿאַר SiC קאָמפּאָסיטע קאָאַטינגס צו פֿאַרבעסערן קוואַליטעט.

סאָל-געל מעטאַד

די סאָל-געל אופֿן ינוואַלווז פּריפּערינג אַ מונדיר, טראַנספּעראַנט סאָל לייזונג, קאַווערינג די סאַבסטרייט ייבערפלאַך און באַקומען די קאָוטינג נאָך דריינג און סינטערינג. דער אופֿן איז פּשוט און פּרייַז-עפעקטיוו, אָבער ריזאַלטינג אין קאָאַטינגס מיט נידעריק טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל און סאַסעפּטאַבילאַטי צו קראַקינג, לימאַטינג זייַן וויידספּרעד אַפּלאַקיישאַן.

כעמישער פארע רעאקציע (CVR)

CVR ניצט Si און SiO2 פּודער אין הויך טעמפּעראַטורעס צו דזשענערייט SiO פארע, וואָס ריאַקץ מיט די סאַבסטרייט פון טשאַד מאַטעריאַל צו פאָרעם אַ SiC קאָוטינג. די ריזאַלטינג סיק קאָוטינג קייטן טייטלי מיט די סאַבסטרייט, אָבער דער פּראָצעס ריקווייערז הויך אָפּרוף טעמפּעראַטורעס און קאָס.

כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (CVD)

CVD איז די ערשטיק טעכניק פֿאַר פּריפּערינג SiC קאָאַטינגס. עס ינוואַלווז גאַז-פאַסע ריאַקשאַנז אויף די גראַפיטע סאַבסטרייט ייבערפלאַך, ווו רוי מאַטעריאַלס אַנדערגאָו גשמיות און כעמיש ריאַקשאַנז, דיפּאַזאַטאַד ווי אַ סיק קאָוטינג. CVD טראגט טייטלי בונד סיק קאָאַטינגס וואָס פאַרבעסערן די אַקסאַדיישאַן און אַבלאַטיאָן קעגנשטעל פון די סאַבסטרייט. אָבער, CVD האט לאַנג דעפּאַזישאַן צייט און קען אַרייַנציען טאַקסיק גאַסאַז.

מאַרק סיטואַציע

אין די סיק-קאָוטאַד גראַפייט סאַסעפּטאָר מאַרק, פרעמד מאַניאַפאַקטשערערז האָבן אַ באַטייטיק פירן און הויך מאַרק טיילן. Semicera האט באַקומען האַרץ טעקנאַלאַדזשיז פֿאַר מונדיר סיק קאָוטינג וווּקס אויף גראַפייט סאַבסטרייץ, פּראַוויידינג סאַלושאַנז וואָס אַדרעס טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי, גומע מאָדולוס, סטיפנאַס, לאַטאַס חסרונות און אנדערע קוואַליטעט ישוז, גאָר טרעפן MOCVD ויסריכט רעקווירעמענץ.

צוקונפֿט אַוטלוק

טשיינאַ ס סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע איז ראַפּאַדלי דעוועלאָפּינג, מיט ינקריסינג לאָוקאַלאַזיישאַן פון MOCVD עפּיטאַקסיאַל ויסריכט און יקספּאַנדינג אַפּלאַקיישאַנז. די SiC-קאָוטאַד גראַפייט סאַסעפּטאָר מאַרק איז געריכט צו וואַקסן געשווינד.

מסקנא

ווי אַ קריטיש קאָמפּאָנענט אין קאַמפּאַונד סעמיקאַנדאַקטער ויסריכט, מאַסטערינג די האַרץ פּראָדוקציע טעכנאָלאָגיע און לאָוקאַלייזינג סיק-קאָוטאַד גראַפייט סאַסעפּטערז איז סטראַטידזשיקלי וויכטיק פֿאַר טשיינאַ ס סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע. די דינער סיק-קאָוטאַד גראַפייט סאַסעפּטאָר פעלד איז טרייווינג, מיט פּראָדוקט קוואַליטעט ריטשינג אינטערנאַציאָנאַלע לעוועלס.סעמיסעראַאיז שטרעבונג צו ווערן אַ לידינג סאַפּלייער אין דעם פעלד.