Semicera Semiconductor planira globalno povećati proizvodnju osnovnih komponenti za opremu za proizvodnju poluvodiča. Do 2027. godine imamo za cilj da uspostavimo novu fabriku od 20.000 kvadratnih metara sa ukupnom investicijom od 70 miliona USD. Jedna od naših osnovnih komponenti,Nosač pločice od silicijum karbida (SiC)., također poznat kao susceptor, doživio je značajan napredak. Dakle, šta je tačno ova tacna u kojoj se nalaze oblatne?
U procesu proizvodnje pločica, epitaksijalni slojevi se izgrađuju na određenim podlogama pločice kako bi se stvorili uređaji. Na primjer, GaAs epitaksijalni slojevi se pripremaju na silikonskim supstratima za LED uređaje, SiC epitaksijalni slojevi se uzgajaju na vodljivim SiC supstratima za energetske primjene kao što su SBD i MOSFET, a GaN epitaksijalni slojevi se konstruiraju na poluizolirajućim SiC podlogama za RF aplikacije kao što su HEMT. . Ovaj proces se u velikoj mjeri oslanja nahemijsko taloženje pare (CVD)oprema.
U CVD opremi, supstrati se ne mogu postaviti direktno na metal ili jednostavnu podlogu za epitaksijalno taloženje zbog različitih faktora kao što su protok gasa (horizontalni, vertikalni), temperatura, pritisak, stabilnost i kontaminacija. Stoga se za postavljanje supstrata koristi susceptor, koji omogućava epitaksijalno taloženje pomoću CVD tehnologije. Ovaj prijemnik jeGrafitni susceptor obložen SiC.
Grafitni prijemnici obloženi SiC se obično koriste u opremi za metalno-organsko hemijsko taloženje pare (MOCVD) za podršku i zagrijavanje monokristalnih supstrata. Termička stabilnost i ujednačenost Grafitni prijemnici obloženi SiCključni su za kvalitet rasta epitaksijalnih materijala, čineći ih ključnom komponentom MOCVD opreme (vodećih kompanija za MOCVD opremu kao što su Veeco i Aixtron). Trenutno se MOCVD tehnologija široko koristi u epitaksijalnom rastu GaN filmova za plave LED diode zbog svoje jednostavnosti, stope rasta koja se može kontrolirati i visoke čistoće. Kao suštinski dio MOCVD reaktora,prijemnik za epitaksijalni rast GaN filmamora imati otpornost na visoke temperature, ujednačenu toplotnu provodljivost, hemijsku stabilnost i jaku otpornost na toplotni udar. Grafit savršeno ispunjava ove zahtjeve.
Kao osnovna komponenta MOCVD opreme, grafitni susceptor podržava i zagrijava monokristalne podloge, direktno utječući na uniformnost i čistoću filmskih materijala. Njegov kvalitet direktno utiče na pripremu epitaksijalnih vafla. Međutim, sa povećanom upotrebom i različitim radnim uslovima, grafitni prijemnici se lako istroše i smatraju se potrošnim materijalom.
MOCVD prijemnicimoraju imati određene karakteristike premaza kako bi ispunili sljedeće zahtjeve:
- -Dobra pokrivenost:Premaz mora u potpunosti prekriti grafitni prijemnik velike gustine kako bi se spriječila korozija u okruženju korozivnog plina.
- -Visoka čvrstoća vezivanja:Premaz se mora čvrsto vezati za grafitni prijemnik, izdržati više ciklusa visokih i niskih temperatura bez ljuštenja.
- - Hemijska stabilnost:Premaz mora biti hemijski stabilan kako bi se izbjegao kvar u visokotemperaturnim i korozivnim atmosferama.
SiC, sa svojom otpornošću na koroziju, visokom toplotnom provodljivošću, otpornošću na termalni udar i visokom hemijskom stabilnošću, dobro se ponaša u GaN epitaksijalnom okruženju. Dodatno, koeficijent termičke ekspanzije SiC-a je sličan grafitu, što čini SiC poželjnim materijalom za prevlake grafita.
Trenutno uobičajeni tipovi SiC uključuju 3C, 4H i 6H, od kojih je svaki pogodan za različite aplikacije. Na primjer, 4H-SiC može proizvoditi uređaje velike snage, 6H-SiC je stabilan i koristi se za optoelektronske uređaje, dok je 3C-SiC po strukturi sličan GaN, što ga čini pogodnim za proizvodnju GaN epitaksijalnog sloja i SiC-GaN RF uređaja. 3C-SiC, također poznat kao β-SiC, uglavnom se koristi kao film i materijal za oblaganje, što ga čini primarnim materijalom za premaze.
Postoje različite metode pripremeSiC premazi, uključujući sol-gel, ugradnju, četkanje, raspršivanje plazma, hemijsku reakciju pare (CVR) i hemijsko taloženje pare (CVD).
Među njima, metoda ugradnje je visokotemperaturni proces sinterovanja u čvrstoj fazi. Postavljanjem grafitne podloge u prah za ugradnju koji sadrži prah Si i C i sinterovanjem u okruženju inertnog gasa, na grafitnoj podlozi se formira SiC premaz. Ova metoda je jednostavna, a premaz se dobro vezuje za podlogu. Međutim, premazu nedostaje ujednačenost debljine i može imati pore, što dovodi do slabe otpornosti na oksidaciju.
Metoda nanošenja spreja
Metoda premazivanja raspršivanjem uključuje raspršivanje tekućih sirovina na površinu grafitne podloge i njihovo sušenje na određenoj temperaturi kako bi se formirao premaz. Ova metoda je jednostavna i isplativa, ali rezultira slabom vezom između premaza i podloge, slabom ujednačenošću premaza i tankim premazima niske otpornosti na oksidaciju, koji zahtijevaju pomoćne metode.
Metoda raspršivanja jonskim snopom
Raspršivanje jonskim snopom koristi pištolj sa jonskim snopom za raspršivanje rastopljenih ili djelomično rastopljenih materijala na površinu grafitne podloge, formirajući premaz nakon skrućivanja. Ova metoda je jednostavna i proizvodi guste SiC premaze. Međutim, tanki premazi imaju slabu otpornost na oksidaciju, često se koriste za SiC kompozitne premaze radi poboljšanja kvalitete.
Sol-Gel metoda
Sol-gel metoda uključuje pripremu jednolične, prozirne otopine sol, pokrivanje površine supstrata i dobijanje prevlake nakon sušenja i sinterovanja. Ova metoda je jednostavna i isplativa, ali rezultira premazima s niskom otpornošću na termički udar i podložnim pucanju, što ograničava njegovu široku primjenu.
Hemijska reakcija pare (CVR)
CVR koristi prah Si i SiO2 na visokim temperaturama za stvaranje pare SiO, koja reaguje sa podlogom od ugljeničnog materijala i formira SiC premaz. Rezultirajući SiC premaz se čvrsto vezuje za podlogu, ali proces zahtijeva visoke temperature reakcije i troškove.
Hemijsko taloženje pare (CVD)
CVD je primarna tehnika za pripremu SiC premaza. Uključuje reakcije u gasnoj fazi na površini grafitne podloge, gde sirovine prolaze kroz fizičke i hemijske reakcije, taloženje kao SiC premaz. CVD proizvodi čvrsto vezane SiC premaze koji povećavaju otpornost supstrata na oksidaciju i ablaciju. Međutim, CVD ima dugo vremena taloženja i može uključivati toksične plinove.
Tržišna situacija
Na tržištu grafitnih susceptora obloženih SiC, strani proizvođači imaju značajno vodstvo i veliki tržišni udio. Semicera je prevazišla osnovne tehnologije za ravnomerni rast SiC premaza na grafitnim podlogama, pružajući rešenja koja se bave toplotnom provodljivošću, modulom elastičnosti, krutošću, defektima rešetke i drugim problemima kvaliteta, u potpunosti ispunjavajući zahteve MOCVD opreme.
Budućnost
Kineska industrija poluvodiča se brzo razvija, sa sve većom lokalizacijom MOCVD epitaksijalne opreme i širenjem aplikacija. Očekuje se da će tržište grafitnih snopova obloženih SiC brzo rasti.
Zaključak
Kao ključna komponenta u složenoj poluvodičkoj opremi, ovladavanje proizvodnom tehnologijom jezgra i lokalizacija grafitnih susceptora obloženih SiC je strateški važno za kinesku industriju poluvodiča. Domaće polje grafita presvučeno SiC-om napreduje, a kvalitet proizvoda dostiže međunarodne nivoe.Semiceranastoji da postane vodeći dobavljač u ovoj oblasti.
Vrijeme objave: Jul-17-2024