Semicera puslaidininkis planuoja padidinti pagrindinių puslaidininkių gamybos įrangos komponentų gamybą visame pasaulyje. Iki 2027 m. siekiame įkurti naują 20 000 kvadratinių metrų gamyklą, kurios bendra investicija sieks 70 mln. USD. Vienas iš pagrindinių mūsų komponentų,Silicio karbido (SiC) plokštelių laikiklis, dar žinomas kaip susceptorius, padarė didelę pažangą. Taigi, kas tiksliai yra šis dėklas, kuriame laikomi vafliai?
Plokščių gamybos procese epitaksiniai sluoksniai yra pastatyti ant tam tikrų plokštelių substratų, kad būtų sukurti įrenginiai. Pavyzdžiui, GaAs epitaksiniai sluoksniai ruošiami ant silicio substratų, skirtų LED įrenginiams, SiC epitaksiniai sluoksniai auginami ant laidžių SiC substratų, skirtų energijos tiekimui, pvz., SBD ir MOSFET, o GaN epitaksiniai sluoksniai yra sukurti ant pusiau izoliuojančių SiC substratų, skirtų radijo dažniams, pvz., HEMT. . Šis procesas labai priklauso nuocheminis nusodinimas garais (CVD)įranga.
CVD įrangoje substratai negali būti dedami tiesiai ant metalo arba paprasto pagrindo epitaksiniam nusodinimui dėl įvairių veiksnių, tokių kaip dujų srautas (horizontalus, vertikalus), temperatūra, slėgis, stabilumas ir užterštumas. Todėl substratui uždėti naudojamas susceptorius, leidžiantis epitaksiniu būdu nusodinti naudojant CVD technologiją. Šis susceptorius yraSiC dengtas grafito susceptorius.
SiC padengti grafito susceptoriai paprastai naudojami metalo organinio cheminio nusodinimo garais (MOCVD) įrangoje, kad būtų palaikomi ir šildomi vieno kristalo substratai. Šiluminis stabilumas ir vienodumas SiC padengti grafito susceptoriaiyra labai svarbūs augant epitaksinių medžiagų kokybei, todėl jie yra pagrindinė MOCVD įrangos dalis (pirmaujančios MOCVD įrangos įmonės, tokios kaip Veeco ir Aixtron). Šiuo metu MOCVD technologija yra plačiai naudojama epitaksiniam GaN plėvelių augimui mėlyniems šviesos diodams dėl savo paprastumo, kontroliuojamo augimo greičio ir didelio grynumo. Kaip esminė MOCVD reaktoriaus dalis,GaN plėvelės epitaksinio augimo susceptoriusturi turėti atsparumą aukštai temperatūrai, vienodą šilumos laidumą, cheminį stabilumą ir stiprų atsparumą šiluminiam smūgiui. Grafitas puikiai atitinka šiuos reikalavimus.
Kaip pagrindinis MOCVD įrangos komponentas, grafito susceptorius palaiko ir šildo vieno kristalo substratus, tiesiogiai paveikdamas plėvelės medžiagų vienodumą ir grynumą. Jo kokybė tiesiogiai įtakoja epitaksinių plokštelių paruošimą. Tačiau dažniau naudojant ir kintant darbo sąlygoms, grafito susceptoriai lengvai susidėvi ir laikomi eksploatacinėmis medžiagomis.
MOCVD susceptoriaituri turėti tam tikras dangos savybes, kad atitiktų šiuos reikalavimus:
- - Geras aprėptis:Danga turi visiškai padengti grafito susceptorių dideliu tankiu, kad būtų išvengta korozijos korozinių dujų aplinkoje.
- - Didelis sukibimo stiprumas:Danga turi stipriai sukibti su grafito susceptoriumi, atlaikydama kelis aukštos ir žemos temperatūros ciklus, nenulupdama.
- - Cheminis stabilumas:Danga turi būti chemiškai stabili, kad būtų išvengta gedimo aukštoje temperatūroje ir korozinėje aplinkoje.
SiC, pasižymintis atsparumu korozijai, dideliu šilumos laidumu, atsparumu šiluminiam smūgiui ir dideliu cheminiu stabilumu, gerai veikia GaN epitaksinėje aplinkoje. Be to, SiC šiluminio plėtimosi koeficientas yra panašus į grafitą, todėl SiC yra tinkamiausia medžiaga grafito susceptorių dangoms.
Šiuo metu dažniausiai naudojami SiC tipai: 3C, 4H ir 6H, kiekvienas tinkamas įvairioms reikmėms. Pavyzdžiui, 4H-SiC gali gaminti didelės galios įrenginius, 6H-SiC yra stabilus ir naudojamas optoelektroniniams prietaisams, o 3C-SiC yra panašios struktūros kaip GaN, todėl tinka GaN epitaksinio sluoksnio gamybai ir SiC-GaN RF įrenginiams. 3C-SiC, taip pat žinomas kaip β-SiC, daugiausia naudojamas kaip plėvelė ir dangos medžiaga, todėl ji yra pagrindinė dangų medžiaga.
Yra įvairių paruošimo būdųSiC dangos, įskaitant zolinį gelį, įterpimą, valymą šepečiu, plazmos purškimą, cheminę reakciją garais (CVR) ir cheminį nusodinimą garais (CVD).
Tarp jų įterpimo būdas yra aukštos temperatūros kietosios fazės sukepinimo procesas. Įdėjus grafito pagrindą į įterpimo miltelius, kuriuose yra Si ir C miltelių, ir sukepinant inertinių dujų aplinkoje, ant grafito pagrindo susidaro SiC danga. Šis metodas yra paprastas, o danga gerai sukimba su pagrindu. Tačiau dangos storis nėra vienodas ir gali turėti porų, dėl kurių sumažėja atsparumas oksidacijai.
Purškimo dengimo metodas
Purškiamas dengimo metodas apima skystų žaliavų purškimą ant grafito pagrindo paviršiaus ir jų kietėjimą tam tikroje temperatūroje, kad susidarytų danga. Šis metodas yra paprastas ir ekonomiškas, tačiau sukelia silpną dangos ir pagrindo sukibimą, prastą dangos vienodumą ir plonas dangas, pasižyminčias mažu atsparumu oksidacijai, todėl reikalingi pagalbiniai metodai.
Jonų pluošto purškimo metodas
Purškiant jonų pluoštu, naudojamas jonų pluošto pistoletas, skirtas išlydytoms arba iš dalies išlydytoms medžiagoms purkšti ant grafito pagrindo paviršiaus, o kietėjant susidaro danga. Šis metodas yra paprastas ir sukuria tankias SiC dangas. Tačiau plonos dangos turi silpną atsparumą oksidacijai, dažnai naudojamos SiC kompozicinėms dangoms, siekiant pagerinti kokybę.
Sol-Gel metodas
Sol-gelio metodas apima vienodo, skaidraus zolio tirpalo paruošimą, pagrindo paviršiaus padengimą ir dangos gavimą po džiovinimo ir sukepinimo. Šis metodas yra paprastas ir ekonomiškas, tačiau dėl to gaunamos dangos, pasižyminčios mažu atsparumu šiluminiam smūgiui ir jautrumui įtrūkimams, o tai riboja platų jo naudojimą.
Cheminė garų reakcija (CVR)
CVR naudoja Si ir SiO2 miltelius aukštoje temperatūroje, kad susidarytų SiO garai, kurie reaguoja su anglies medžiagos substratu ir sudaro SiC dangą. Gauta SiC danga glaudžiai jungiasi su pagrindu, tačiau procesas reikalauja aukštų reakcijos temperatūrų ir išlaidų.
Cheminis nusodinimas iš garų (CVD)
CVD yra pagrindinė SiC dangų paruošimo technika. Tai apima dujų fazės reakcijas ant grafito pagrindo paviršiaus, kur žaliavos patiria fizines ir chemines reakcijas, nusėdant kaip SiC danga. CVD gamina sandariai sujungtas SiC dangas, kurios padidina substrato atsparumą oksidacijai ir abliacijai. Tačiau CVD nusėdimo laikas yra ilgas ir gali būti toksiškų dujų.
Rinkos padėtis
SiC dengtų grafito susceptorių rinkoje užsienio gamintojai turi didelę lyderio poziciją ir didelę rinkos dalį. „Semicera“ įveikė pagrindines technologijas, skirtas vienodam SiC dangos augimui ant grafito pagrindo, pateikdama sprendimus, susijusius su šilumos laidumu, elastingumo moduliu, standumu, grotelių defektais ir kitais kokybės klausimais, visiškai atitinkančius MOCVD įrangos reikalavimus.
Ateities perspektyva
Kinijos puslaidininkių pramonė sparčiai vystosi, didėjant MOCVD epitaksinės įrangos lokalizacijai ir plečiantis pritaikymui. Tikimasi, kad SiC dengtų grafito suceptorių rinka sparčiai augs.
Išvada
Kaip esminis sudėtinės puslaidininkinės įrangos komponentas, pagrindinės gamybos technologijos įsisavinimas ir SiC dengtų grafito susceptorių lokalizavimas yra strategiškai svarbus Kinijos puslaidininkių pramonei. Vietinis SiC dengtas grafito susceptorių laukas klesti, o produktų kokybė pasiekia tarptautinį lygį.Semicerasiekia tapti pirmaujančiu tiekėju šioje srityje.
Paskelbimo laikas: 2024-07-17