ሴሚኮንዳክተር ክፍሎች - ሲሲ የተሸፈነ ግራፋይት መሰረት

በሲሲ የተሸፈኑ ግራፋይት መሠረቶች በብረት-ኦርጋኒክ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (MOCVD) መሳሪያዎች ውስጥ ነጠላ ክሪስታል ንጣፎችን ለመደገፍ እና ለማሞቅ በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላሉ። በሲሲ የተሸፈነ ግራፋይት መሰረት ያለው የሙቀት መረጋጋት፣ የሙቀት ዩኒፎርም እና ሌሎች የአፈጻጸም መለኪያዎች ለኤፒታክሲያል ቁስ እድገት ጥራት ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ፣ ስለዚህ የMOCVD መሳሪያዎች ዋና ቁልፍ አካል ነው።

በዋፈር ማምረቻ ሂደት ውስጥ የኤፒታክሲያል ንጣፎች በአንዳንድ የዋፈር ንኡስ ንጣፎች ላይ ተጨማሪ ተሠርተው ለመሳሪያዎች ማምረቻ ምቹ ናቸው። የተለመዱ የ LED ብርሃን አመንጪ መሳሪያዎች በሲሊኮን ንጣፎች ላይ የ GaAs ኤፒታክሲያል ንብርብሮችን ማዘጋጀት አለባቸው; የ SiC epitaxial ንብርብር ከፍተኛ ቮልቴጅ, ከፍተኛ የአሁኑ እና ሌሎች ኃይል መተግበሪያዎች እንደ SBD, MOSFET, ወዘተ ያሉ መሣሪያዎች ግንባታ የሚሆን conductive SiC substrate ላይ አድጓል; HEMT እና ሌሎች መሳሪያዎችን እንደ ኮሙኒኬሽን ላሉ RF አፕሊኬሽኖች የበለጠ ለመገንባት የ GaN epitaxial Layer ከፊል-insulated SiC substrate ላይ ተገንብቷል። ይህ ሂደት ከሲቪዲ መሳሪያዎች የማይነጣጠል ነው.

በሲቪዲ መሳሪያዎች ውስጥ, ንጣፉ በቀጥታ በብረት ላይ ሊቀመጥ ወይም በቀላሉ ለኤፒታክሲያል ክምችት መሠረት ላይ ሊቀመጥ አይችልም, ምክንያቱም የጋዝ ፍሰት (አግድም, ቋሚ), የሙቀት መጠን, ግፊት, ማስተካከል, ብክለትን ማፍሰስ እና ሌሎች ተፅዕኖ ፈጣሪዎችን ያካትታል. ስለዚህ, አንድ መሠረት ያስፈልጋል, ከዚያም ንጣፉ በዲስክ ላይ ይቀመጣል, ከዚያም የኤፒታክሲያል ማስቀመጫው በሲቪዲ ቴክኖሎጂ በመጠቀም በሲሲሲ የተሸፈነ ግራፋይት መሰረት (በተጨማሪም ትሪው በመባል ይታወቃል).

በሲሲ የተሸፈኑ ግራፋይት መሠረቶች በብረት-ኦርጋኒክ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (MOCVD) መሳሪያዎች ውስጥ ነጠላ ክሪስታል ንጣፎችን ለመደገፍ እና ለማሞቅ በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላሉ። በሲሲ የተሸፈነ ግራፋይት መሰረት ያለው የሙቀት መረጋጋት፣ የሙቀት ዩኒፎርም እና ሌሎች የአፈጻጸም መለኪያዎች ለኤፒታክሲያል ቁስ እድገት ጥራት ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ፣ ስለዚህ የMOCVD መሳሪያዎች ዋና ቁልፍ አካል ነው።

ሜታል-ኦርጋኒክ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (MOCVD) በሰማያዊ ኤልኢዲ ውስጥ ለጋኤን ፊልሞች ኤፒታክሲያል እድገት ዋና ቴክኖሎጂ ነው። ቀላል ቀዶ ጥገና ፣ ሊቆጣጠር የሚችል የእድገት መጠን እና የጋኤን ፊልሞች ከፍተኛ ንፅህና ጥቅሞች አሉት። በ MOCVD መሳሪያዎች ምላሽ ክፍል ውስጥ እንደ አስፈላጊ አካል ፣ ለጋኤን ፊልም ኤፒታክሲያል እድገት ጥቅም ላይ የዋለው የመሸከምያ መሠረት ከፍተኛ የሙቀት መቋቋም ፣ ወጥ የሆነ የሙቀት አማቂነት ፣ ጥሩ የኬሚካል መረጋጋት ፣ ጠንካራ የሙቀት ድንጋጤ የመቋቋም ፣ ወዘተ የግራፊት ቁሳቁስ ከላይ የተጠቀሱትን ሁኔታዎች ሊያሟላ ይችላል።

የ MOCVD መሳሪያዎች ዋና ዋና ክፍሎች እንደ አንዱ, ግራፋይት ቤዝ ሞደም እና ማሞቂያ አካል ነው, ይህም በቀጥታ ፊልም ቁሳዊ ያለውን ወጥነት እና ንጽህና የሚወስነው, ስለዚህ የራሱ ጥራት በቀጥታ epitaxial ሉህ ዝግጅት ላይ ተጽዕኖ, እና በተመሳሳይ ጊዜ, አጠቃቀሞች ቁጥር መጨመር እና የሥራ ሁኔታ ለውጥ ጋር, መልበስ በጣም ቀላል ነው, የፍጆታ ንብረት.

ምንም እንኳን ግራፋይት እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት አማቂነት እና መረጋጋት ቢኖረውም ፣ እንደ MOCVD መሳሪያዎች መሠረት ጥሩ ጠቀሜታ አለው ፣ ግን በምርት ሂደት ውስጥ ግራፋይት በተበላሹ ጋዞች እና በብረታ ብረት ኦርጋኒክ ተረፈ ምርቶች ምክንያት ዱቄቱን ያበላሻል እና የግራፋይት መሠረት የአገልግሎት ሕይወት በእጅጉ ይቀንሳል። በተመሳሳይ ጊዜ የወደቀው ግራፋይት ዱቄት በቺፑ ላይ ብክለት ያስከትላል.

የሽፋን ቴክኖሎጂ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ማለት ነው. በ MOCVD መሳሪያዎች ውስጥ ያለው የግራፋይት መሠረት አካባቢን ይጠቀማል ፣ የግራፋይት መሠረት ንጣፍ ሽፋን የሚከተሉትን ባህሪዎች ማሟላት አለበት ።

(1) የግራፍ መሰረቱ ሙሉ በሙሉ ሊጠቃለል ይችላል, እና እፍጋቱ ጥሩ ነው, አለበለዚያ የግራፋይት መሰረት በቆሻሻ ጋዝ ውስጥ በቀላሉ ሊበላሽ ይችላል.

(2) ሽፋኑ ከበርካታ ከፍተኛ የሙቀት መጠን እና ዝቅተኛ የሙቀት ዑደቶች በኋላ መውደቅ ቀላል አለመሆኑን ለማረጋገጥ ከግራፋይት መሠረት ጋር ያለው ጥምረት ጥንካሬ ከፍተኛ ነው።

(3) በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ እና በከባቢ አየር ውስጥ በሚበላሽ አየር ውስጥ የሽፋን ብልሽትን ለማስወገድ ጥሩ የኬሚካል መረጋጋት አለው.

ሲሲ የዝገት መቋቋም፣ ከፍተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ፣ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም እና ከፍተኛ የኬሚካል መረጋጋት ጥቅሞች አሉት፣ እና በጋኤን ኤፒታክሲያል ከባቢ አየር ውስጥ በደንብ መስራት ይችላል። በተጨማሪም የሲሲ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት ከግራፋይት በጣም ትንሽ ነው የሚለየው ስለዚህ ሲሲ ለግራፋይት መሰረት ላዩን ሽፋን ተመራጭ ነው።

በአሁኑ ጊዜ፣ የተለመደው ሲሲ በዋናነት 3C፣ 4H እና 6H አይነት ሲሆን የሲሲ የተለያዩ ክሪስታል አይነቶች አጠቃቀሞች የተለያዩ ናቸው። ለምሳሌ, 4H-SiC ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን መሳሪያዎች ማምረት ይችላል; 6H-SiC በጣም የተረጋጋ እና የፎቶ ኤሌክትሪክ መሳሪያዎችን ማምረት ይችላል; ከጋኤን ጋር ተመሳሳይነት ስላለው፣ 3ሲ-ሲሲ የጋኤን ኤፒታክሲያል ንብርብር ለማምረት እና የ SiC-GaN RF መሳሪያዎችን ለማምረት ሊያገለግል ይችላል። 3C-SiC በተለምዶ β-SiC በመባልም ይታወቃል፣ እና የ β-SiC ጠቃሚ አጠቃቀም እንደ ፊልም እና ሽፋን ቁሳቁስ ነው፣ ስለዚህ β-SiC በአሁኑ ጊዜ ለመሸፈኛ ዋና ቁሳቁስ ነው።

የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ለማዘጋጀት ዘዴ

በአሁኑ ጊዜ የሲሲ ሽፋን የማዘጋጀት ዘዴዎች በዋናነት ጄል-ሶል ዘዴን, የመክተቻ ዘዴን, የብሩሽ ሽፋን ዘዴን, የፕላዝማ መርጫ ዘዴን, የኬሚካላዊ ጋዝ ምላሽ ዘዴ (CVR) እና የኬሚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ዘዴ (CVD) ያካትታሉ.

የመክተት ዘዴ፡

ዘዴው ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው ድፍን ደረጃ ማሽቆልቆል ነው, እሱም በዋናነት የሲ ዱቄት እና ሲ ዱቄት ቅልቅል እንደ መክተቻ ዱቄት ይጠቀማል, የግራፍ ማትሪክስ በማቀፊያው ዱቄት ውስጥ ይቀመጣል, እና ከፍተኛ የሙቀት መጠኑ በማይነቃነቅ ጋዝ ውስጥ ይከናወናል, እና በመጨረሻም የሲሲ ሽፋን በግራፍ ማትሪክስ ላይ ይገኛል. ሂደቱ ቀላል ነው እና በሽፋኑ እና በንጣፉ መካከል ያለው ጥምረት ጥሩ ነው, ነገር ግን በወፍራው አቅጣጫ ላይ ያለው የሽፋን ተመሳሳይነት ደካማ ነው, ይህም ብዙ ቀዳዳዎችን ለማምረት እና ወደ ደካማ የኦክስዲሽን መከላከያ ይመራል.

የብሩሽ ሽፋን ዘዴ;

የብሩሽ መሸፈኛ ዘዴ በዋናነት በግራፍ ማትሪክስ ላይ ያለውን ፈሳሽ ጥሬ እቃ መቦረሽ እና ከዚያም ሽፋኑን ለማዘጋጀት ጥሬ እቃውን በተወሰነ የሙቀት መጠን ማከም ነው. ሂደቱ ቀላል እና ዋጋው ዝቅተኛ ነው, ነገር ግን በብሩሽ ማቅለሚያ ዘዴ የሚዘጋጀው ሽፋን ከንጣፉ ጋር በማጣመር ደካማ ነው, የሽፋኑ ተመሳሳይነት ደካማ ነው, ሽፋኑ ቀጭን እና የኦክሳይድ መከላከያው ዝቅተኛ ነው, እና እሱን ለመርዳት ሌሎች ዘዴዎች ያስፈልጋሉ.

ፕላዝማ የሚረጭ ዘዴ;

የፕላዝማ የመርጨት ዘዴ በዋናነት የቀለጠ ወይም ከፊል የቀለጡ ጥሬ ዕቃዎችን በግራፍ ማትሪክስ ወለል ላይ በፕላዝማ ሽጉጥ በመርጨት እና ከዚያም በማጠናከር እና በማያያዝ ሽፋን መፍጠር ነው። ዘዴው ለመሥራት ቀላል እና በአንጻራዊነት ጥቅጥቅ ያለ የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ማዘጋጀት ይችላል, ነገር ግን በስልቱ የሚዘጋጀው የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ብዙውን ጊዜ በጣም ደካማ እና ደካማ ኦክሳይድ መቋቋምን ያመጣል, ስለዚህ በአጠቃላይ የሲሲሲ ድብልቅ ሽፋን ለማዘጋጀት ጥቅም ላይ ይውላል.

ጄል-ሶል ዘዴ;

የጄል-ሶል ዘዴ በዋናነት አንድ ወጥ እና ግልጽ የሆነ የሶል መፍትሄ በማትሪክስ ላይ ያለውን ወለል የሚሸፍን, ወደ ጄል በማድረቅ እና ከዚያም ሽፋን ለማግኘት ማቅለጥ ነው. ይህ ዘዴ ለመሥራት ቀላል እና ዋጋው ዝቅተኛ ነው, ነገር ግን የሚመረተው ሽፋን አንዳንድ ድክመቶች እንደ ዝቅተኛ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም እና ቀላል መሰንጠቅ, ስለዚህ በስፋት ጥቅም ላይ ሊውል አይችልም.

የኬሚካል ጋዝ ምላሽ (ሲቪአር)

ሲቪአር በዋናነት የሲ እና ሲኦ2 ዱቄትን በመጠቀም የሲኦ እንፋሎትን በከፍተኛ ሙቀት ለማመንጨት የሲሲ ሽፋን ይፈጥራል፣ እና ተከታታይ ኬሚካላዊ ግብረመልሶች በሲ ቁስ አካል ላይ ይከሰታሉ። በዚህ ዘዴ የሚዘጋጀው የሲሲ ሽፋን ከሥነ-ስርጭቱ ጋር በቅርበት የተሳሰረ ነው, ነገር ግን የምላሽ ሙቀት ከፍ ያለ እና ዋጋው ከፍ ያለ ነው.

የኬሚካል ትነት ክምችት (ሲቪዲ)

በአሁኑ ጊዜ, ሲቪዲ (ሲ.ዲ.ዲ) በንጣፉ ወለል ላይ የሲሲ ሽፋን ለማዘጋጀት ዋናው ቴክኖሎጂ ነው. ዋናው ሂደት ጋዝ ዙር reactant ቁሳዊ ያለውን substrate ወለል ላይ ተከታታይ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ምላሽ ነው, እና በመጨረሻም SiC ሽፋን substrate ወለል ላይ ተቀማጭ በማድረግ የተዘጋጀ ነው. በሲቪዲ ቴክኖሎጂ የተዘጋጀው የሲሲ ሽፋን ከንጣፉ ወለል ጋር በቅርበት የተሳሰረ ነው, ይህም የንጥረትን ኦክሳይድ መቋቋም እና የንጥረትን መከላከያን በተሳካ ሁኔታ ማሻሻል ይችላል, ነገር ግን የዚህ ዘዴ የማስቀመጫ ጊዜ ረዘም ያለ ነው, እና የምላሽ ጋዝ የተወሰነ መርዛማ ጋዝ አለው.

የ SiC የተሸፈነ ግራፋይት መሠረት የገበያ ሁኔታ

የውጭ አምራቾች ቀደም ብለው ሲጀምሩ ግልጽ የሆነ አመራር እና ከፍተኛ የገበያ ድርሻ ነበራቸው. በአለምአቀፍ ደረጃ የሲሲ ኮይድ ግራፋይት መሰረት ዋና አቅራቢዎች የደች Xycard, ጀርመን SGL ካርቦን (SGL), ጃፓን ቶዮ ካርቦን, ዩናይትድ ስቴትስ MEMC እና ሌሎች ኩባንያዎች በመሠረቱ ዓለም አቀፍ ገበያን ይይዛሉ. ቻይና ግራፋይት ማትሪክስ ላይ ላዩን SiC ሽፋን ወጥ ዕድገት ቁልፍ ዋና ቴክኖሎጂ በኩል ሰበረ ቢሆንም, ከፍተኛ-ጥራት ግራፋይት ማትሪክስ አሁንም የጀርመን SGL, ጃፓን ቶዮ ካርቦን እና ሌሎች ኢንተርፕራይዞች ላይ ይተማመናል, የአገር ውስጥ ኢንተርፕራይዞች የቀረበው ግራፋይት ማትሪክስ ምክንያት አማቂ conductivity, የመለጠጥ ሞጁሎች, ግትር ሞጁሎች, የጥራት ችግሮች እና ሌሎች ሞጁሎች. የMOCVD መሳሪያዎች በሲሲ የተሸፈነ ግራፋይት መሰረትን የመጠቀም መስፈርቶችን ማሟላት አይችሉም.

የቻይና ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ በፍጥነት በማደግ ላይ ነው፣ የMOCVD ኤፒታክሲያል መሳሪያዎች የትርጉም ደረጃ ቀስ በቀስ እየጨመረ በመምጣቱ እና ሌሎች የሂደት አፕሊኬሽኖች መስፋፋት ፣የወደፊቱ የሲሲ ኮይድ ግራፋይት መሰረት ምርት ገበያ በፍጥነት እንደሚያድግ ይጠበቃል። በቅድመ-ኢንዱስትሪ ግምቶች መሠረት፣ በሚቀጥሉት ጥቂት ዓመታት ውስጥ የአገር ውስጥ የግራፋይት መሠረት ገበያ ከ 500 ሚሊዮን ዩዋን ይበልጣል።

ሲሲ የተሸፈነ ግራፋይት መሰረት የውሁድ ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪያላይዜሽን መሳሪያዎች ዋና አካል ነው፣ የአምራቱን እና የማምረቻውን ቁልፍ ዋና ቴክኖሎጂን በመቆጣጠር እና አጠቃላይ የጥሬ ዕቃ-ሂደት-መሳሪያዎች የኢንዱስትሪ ሰንሰለት አካባቢያዊነት መገንዘብ የቻይና ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ልማትን ለማረጋገጥ ትልቅ ስልታዊ ጠቀሜታ አለው። የሀገር ውስጥ የሲሲ ሽፋን ግራፋይት መሰረት መስክ እያደገ ነው፣ እና የምርት ጥራት በቅርቡ ወደ አለምአቀፍ የላቀ ደረጃ ሊደርስ ይችላል።