සෙමිසෙරා අර්ධ සන්නායක ගෝලීය වශයෙන් අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන උපකරණ සඳහා මූලික සංරචක නිෂ්පාදනය වැඩි කිරීමට සැලසුම් කරයි. 2027 වන විට ඇමෙරිකානු ඩොලර් මිලියන 70ක මුළු ආයෝජනයකින් වර්ග මීටර් 20,000ක නව කර්මාන්ත ශාලාවක් පිහිටුවීමට අපි ඉලක්ක කරමු. අපගේ මූලික සංරචක වලින් එකක් වනසිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) වේෆර් වාහකය, susceptor ලෙසද හැඳින්වෙන, සැලකිය යුතු දියුණුවක් දැක ඇත. ඉතින්, මෙම වේෆර් රඳවා තබා ඇති තැටිය කුමක්ද?
වේෆර් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී, උපාංග නිර්මාණය කිරීම සඳහා ඇතැම් වේෆර් උපස්ථර මත epitaxial ස්ථර ගොඩනගා ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, GaAs epitaxial ස්ථර LED උපාංග සඳහා සිලිකන් උපස්ථර මත සකස් කර ඇත, SiC epitaxial ස්ථර SBDs සහ MOSFETs වැනි බල යෙදුම් සඳහා සන්නායක SiC උපස්ථර මත වර්ධනය වේ, සහ GaN epitaxial ස්ථර HEMT වැනි RF යෙදුම් සඳහා අර්ධ පරිවාරක SiC උපස්ථර මත ඉදිකර ඇත. . මෙම ක්රියාවලිය දැඩි ලෙස රඳා පවතීරසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD)උපකරණ.
CVD උපකරණවල, වායු ප්‍රවාහය (තිරස්, සිරස්), උෂ්ණත්වය, පීඩනය, ස්ථායීතාවය සහ දූෂණය වැනි විවිධ සාධක හේතුවෙන් උපස්ථර සෘජුවම ලෝහය මත හෝ epitaxial තැන්පත් වීම සඳහා සරල පදනමක් මත තැබිය නොහැක. එබැවින්, උපස්ථරය මත තැබීම සඳහා උපස්ථරයක් භාවිතා කරනු ලැබේ, CVD තාක්ෂණය භාවිතයෙන් epitaxial තැන්පත් වීම සක්‍රීය කරයි. මෙම susceptor වේSiC-ආලේපිත ග්රැෆයිට් ග්‍රාහකය.
SiC-ආලේපිත ග්රැෆයිට් susceptors තනි-ස්ඵටික උපස්ථර සඳහා ආධාරක සහ උණුසුම් කිරීම සඳහා ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ (MOCVD) උපකරණවල සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා වේ. තාප ස්ථායීතාවය සහ ඒකාකාරිත්වය SiC-ආලේපිත ග්රැෆයිට් susceptorsඒවා MOCVD උපකරණවල (Veeco සහ Aixtron වැනි ප්රමුඛ පෙළේ MOCVD උපකරණ සමාගම්) මූලික අංගයක් බවට පත් කරමින්, epitaxial ද්‍රව්‍යවල වර්ධන ගුණාත්මක භාවය සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. වර්තමානයේ, MOCVD තාක්ෂණය එහි සරල බව, පාලනය කළ හැකි වර්ධන වේගය සහ ඉහළ සංශුද්ධතාවය හේතුවෙන් නිල් LED සඳහා GaN චිත්‍රපටවල epitaxial වර්ධනය සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. MOCVD ප්රතික්රියාකාරකයේ අත්යවශ්ය අංගයක් ලෙස, දGaN පටල epitaxial වර්ධනය සඳහා susceptorඅධි-උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධය, ඒකාකාර තාප සන්නායකතාවය, රසායනික ස්ථායීතාවය සහ ශක්තිමත් තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය තිබිය යුතුය. ග්රැෆයිට් මෙම අවශ්යතා පරිපූර්ණ ලෙස සපුරාලයි.
MOCVD උපකරණවල මූලික අංගයක් ලෙස, ග්රැෆයිට් ග්රැෆයිට් උපස්ථරය තනි-ස්ඵටික උපස්ථර සඳහා ආධාරක සහ රත් කරන අතර, චිත්‍රපට ද්‍රව්‍යවල ඒකාකාරිත්වය සහ සංශුද්ධතාවයට සෘජුවම බලපායි. එහි ගුණාත්මක භාවය සෘජුව බලපාන්නේ epitaxial වේෆර් සැකසීමටය. කෙසේ වෙතත්, වැඩි භාවිතය සහ විවිධ සේවා තත්ත්වයන් සමඟ, මිනිරන් susceptors පහසුවෙන් දිරාපත් වන අතර ඒවා පරිභෝජන ද්රව්ය ලෙස සැලකේ.
MOCVD susceptorsපහත සඳහන් අවශ්යතා සපුරාලීම සඳහා ඇතැම් ආලේපන ලක්ෂණ තිබිය යුතුය:
- - හොඳ ආවරණයක්:විඛාදන වායු පරිසරයක විඛාදනයට ලක්වීම වැළැක්වීම සඳහා ආලේපනය සම්පූර්ණයෙන්ම ඉහළ ඝනත්වයකින් යුත් ග්රැෆයිට් susceptor ආවරණය කළ යුතුය.
- - ඉහළ බන්ධන ශක්තිය:මෙම ආලේපනය ග්රැෆයිට් ග්රැෆයිට් ග්රැෆයිට් ග්‍රැෆික් ග්‍රන්ථයට තදින් බැඳිය යුතු අතර, ඉහළ උෂ්ණත්ව හා අඩු උෂ්ණත්ව චක්‍ර කිහිපයක් ගැලවී යාමකින් තොරව ඔරොත්තු දිය යුතුය.
- - රසායනික ස්ථායීතාවය:අධික උෂ්ණත්වය සහ විඛාදන වායුගෝලය තුළ අසාර්ථක වීම වැළැක්වීම සඳහා ආලේපනය රසායනිකව ස්ථායී විය යුතුය.
SiC, එහි විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය සහ ඉහළ රසායනික ස්ථායීතාවය, GaN epitaxial පරිසරය තුළ හොඳින් ක්‍රියා කරයි. අතිරේකව, SiC හි තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය ග්රැෆයිට් වලට සමාන වන අතර, SiC මිනිරන් ග්රැෆයිට් susceptor ආලේපන සඳහා වඩාත් කැමති ද්රව්ය බවට පත් කරයි.
දැනට, SiC හි පොදු වර්ග අතර 3C, 4H, සහ 6H ඇතුළත් වේ, එක් එක් විවිධ යෙදුම් සඳහා සුදුසු වේ. උදාහරණයක් ලෙස, 4H-SiC හට අධි බල උපාංග නිපදවිය හැක, 6H-SiC ස්ථායී වන අතර දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සඳහා භාවිතා කරයි, 3C-SiC ව්‍යුහයෙන් GaN වලට සමාන වේ, එය GaN epitaxial ස්ථර නිෂ්පාදනය සහ SiC-GaN RF උපාංග සඳහා සුදුසු වේ. 3C-SiC, β-SiC ලෙසද හැඳින්වේ, එය ප්‍රධාන වශයෙන් චිත්‍රපට සහ ආලේපන ද්රව්ය ලෙස භාවිතා කරයි, එය ආලේපන සඳහා ප්‍රාථමික ද්‍රව්‍යයක් බවට පත් කරයි.
සකස් කිරීම සඳහා විවිධ ක්රම තිබේSiC ආලේපන, සෝල්-ජෙල්, කාවැද්දීම, දත්මැදීම, ප්ලාස්මා ඉසීම, රසායනික වාෂ්ප ප්‍රතික්‍රියාව (CVR) සහ රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (CVD) ඇතුළුව.
මේවා අතර, කාවැද්දීමේ ක්රමය යනු ඉහළ උෂ්ණත්වයකින් යුත් ඝන-අදියර සින්ටර් කිරීමේ ක්‍රියාවලියකි. මිනිරන් උපස්ථරය Si සහ C කුඩු අඩංගු කාවැද්දීමක කුඩු තැන්පත් කිරීමෙන් සහ නිෂ්ක්‍රීය වායු පරිසරයක සින්ටර් කිරීමෙන්, මිනිරන් උපස්ථරය මත SiC ආලේපනයක් සාදයි. මෙම ක්රමය සරල වන අතර, ආලේපනය උපස්ථරය සමඟ හොඳින් බැඳී ඇත. කෙසේ වෙතත්, ආලේපනය ඝනකම ඒකාකාරිත්වය නොමැති අතර දුර්වල ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධයට තුඩු දෙන සිදුරු තිබිය හැක.
ඉසින ආලේපන ක්රමය
ස්ප්‍රේ ආෙල්පන ක්‍රමයට ද්‍රව අමුද්‍රව්‍ය ග්රැෆයිට් උපස්ථර මතුපිටට ඉසීම සහ ආලේපනයක් සෑදීම සඳහා නිශ්චිත උෂ්ණත්වයකදී ඒවා සුව කිරීම ඇතුළත් වේ. මෙම ක්රමය සරල සහ ලාභදායී වන නමුත් ආෙල්පනය සහ උපස්ථරය අතර දුර්වල බන්ධන, දුර්වල ආෙල්පන ඒකාකාරිත්වය සහ අඩු ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධයක් සහිත තුනී ආලේපන, සහායක ක්රම අවශ්ය වේ.
අයන කදම්බ ඉසීමේ ක්රමය
අයන කදම්භ ඉසීම මිනිරන් උපස්ථර මතුපිටට උණු කළ හෝ අර්ධ වශයෙන් උණු කරන ලද ද්රව්ය ඉසීමට අයන කදම්භ තුවක්කුවක් භාවිතා කරයි, ඝණ වීම මත ආලේපනයක් සාදයි. මෙම ක්රමය සරල වන අතර ඝන SiC ආලේපන නිෂ්පාදනය කරයි. කෙසේ වෙතත්, සිහින් ආලේපන දුර්වල ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධයක් ඇත, බොහෝ විට ගුණාත්මක බව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා SiC සංයුක්ත ආලේපන සඳහා භාවිතා වේ.
සෝල්-ජෙල් ක්රමය
සෝල්-ජෙල් ක්‍රමයට ඒකාකාර, විනිවිද පෙනෙන සෝල් ද්‍රාවණයක් සකස් කිරීම, උපස්ථර මතුපිට ආවරණය කිරීම සහ වියළීම සහ සින්ටර් කිරීමෙන් පසු ආලේපනය ලබා ගැනීම ඇතුළත් වේ. මෙම ක්රමය සරල සහ ලාභදායී වන නමුත් එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස අඩු තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධයක් සහ ඉරිතැලීම් වලට ගොදුරු වීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස එහි පුලුල්ව පැතිරුනු යෙදුම සීමා කරයි.
රසායනික වාෂ්ප ප්‍රතික්‍රියාව (CVR)
SiO වාෂ්ප උත්පාදනය කිරීම සඳහා CVR ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී Si සහ SiO2 කුඩු භාවිතා කරයි, එය SiC ආලේපනයක් සෑදීමට කාබන් ද්රව්ය උපස්ථරය සමඟ ප්රතික්රියා කරයි. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් SiC ආලේපනය උපස්ථරය සමඟ තදින් බැඳී ඇත, නමුත් ක්රියාවලිය සඳහා ඉහළ ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වයන් සහ පිරිවැය අවශ්ය වේ.
රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD)
CVD යනු SiC ආලේපන සකස් කිරීමේ මූලික තාක්ෂණයයි. එයට අමුද්‍රව්‍ය භෞතික හා රසායනික ප්රතික්රියා වලට භාජනය වන අතර SiC ආලේපනයක් ලෙස තැන්පත් වන ග්රැෆයිට් උපස්ථර මතුපිට වායු-අදියර ප්රතික්රියා ඇතුළත් වේ. CVD උපස්ථරයේ ඔක්සිකරණය සහ ඉවත් කිරීමේ ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරන තදින් බැඳුනු SiC ආලේපන නිපදවයි. කෙසේ වෙතත්, CVD දිගු තැන්පත් වීමේ කාලය ඇති අතර විෂ වායු ඇතුළත් විය හැක.
වෙළඳපල තත්ත්වය
SiC-ආලේපිත ග්රැෆයිට් susceptor වෙළඳපොලේ, විදේශීය නිෂ්පාදකයන්ට සැලකිය යුතු ප්‍රමුඛත්වයක් සහ ඉහළ වෙළඳපල කොටසක් ඇත. Semicera විසින් මිනිරන් උපස්ථර මත ඒකාකාර SiC ආෙල්පන වර්ධනය සඳහා මූලික තාක්ෂණයන් ජයගෙන ඇත, තාප සන්නායකතාවය, ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය, තද බව, දැලිස් දෝෂ සහ අනෙකුත් ගුණාත්මක ගැටළු වලට විසඳුම් ලබා දෙමින් MOCVD උපකරණ අවශ්යතා සම්පූර්ණ කරයි.
අනාගත ඉදිරි දැක්ම
MOCVD epitaxial උපකරණ දේශීයකරණය වැඩි කිරීම සහ යෙදුම් පුළුල් කිරීම සමඟ චීනයේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය වේගයෙන් සංවර්ධනය වෙමින් පවතී. SiC-ආලේපිත ග්රැෆයිට් susceptor වෙළඳපොළ ඉක්මනින් වර්ධනය වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.
නිගමනය
සංයෝග අර්ධ සන්නායක උපකරණවල තීරණාත්මක අංගයක් ලෙස, මූලික නිෂ්පාදන තාක්ෂණය ප්‍රගුණ කිරීම සහ SiC-ආලේපිත මිනිරන් සපෝටර දේශීයකරණය කිරීම චීනයේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය සඳහා උපායමාර්ගිකව වැදගත් වේ. දේශීය SiC-ආලේපිත ග්රැෆයිට් ග්රැෆයිට් ග්‍රාහක ක්ෂේත්‍රය දියුණු වෙමින් පවතින අතර නිෂ්පාදනයේ ගුණාත්මකභාවය ජාත්‍යන්තර මට්ටමට ළඟා වේ.සෙමිසෙරාමෙම ක්ෂේත්රයේ ප්රමුඛ සැපයුම්කරුවෙකු වීමට උත්සාහ කරයි.
පසු කාලය: ජූලි-17-2024