মেটাল-অর্গানিক কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন (MOCVD) যন্ত্রপাতিতে একক স্ফটিক সাবস্ট্রেটকে ধারণ ও উত্তপ্ত করার জন্য সাধারণত SiC প্রলেপযুক্ত গ্রাফাইট বেস ব্যবহার করা হয়। SiC প্রলেপযুক্ত গ্রাফাইট বেসের তাপীয় স্থিতিশীলতা, তাপীয় সমরূপতা এবং অন্যান্য কার্যক্ষমতার পরামিতিগুলো এপিটেক্সিয়াল পদার্থের বৃদ্ধির গুণমানের ক্ষেত্রে একটি নির্ণায়ক ভূমিকা পালন করে, তাই এটি MOCVD যন্ত্রপাতির মূল প্রধান উপাদান।
ওয়েফার উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, ডিভাইস তৈরির সুবিধার্থে কিছু ওয়েফার সাবস্ট্রেটের উপর এপিট্যাক্সিয়াল স্তর নির্মাণ করা হয়। সাধারণ LED আলো-নিঃসরণকারী ডিভাইসগুলোর জন্য সিলিকন সাবস্ট্রেটের উপর GaAs-এর এপিট্যাক্সিয়াল স্তর প্রস্তুত করতে হয়; উচ্চ ভোল্টেজ, উচ্চ কারেন্ট এবং অন্যান্য পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য SBD, MOSFET ইত্যাদির মতো ডিভাইস তৈরির উদ্দেশ্যে পরিবাহী SiC সাবস্ট্রেটের উপর SiC এপিট্যাক্সিয়াল স্তর তৈরি করা হয়; যোগাযোগের মতো RF অ্যাপ্লিকেশনের জন্য HEMT এবং অন্যান্য ডিভাইস তৈরির উদ্দেশ্যে অর্ধ-অন্তরক SiC সাবস্ট্রেটের উপর GaN এপিট্যাক্সিয়াল স্তর নির্মাণ করা হয়। এই প্রক্রিয়াটি CVD সরঞ্জাম থেকে অবিচ্ছেদ্য।
CVD যন্ত্রপাতিতে, এপিটেক্সিয়াল ডিপোজিশনের জন্য সাবস্ট্রেটকে সরাসরি ধাতুর উপর বা কেবল একটি ভিত্তির উপর রাখা যায় না, কারণ এর সাথে গ্যাসের প্রবাহ (অনুভূমিক, উল্লম্ব), তাপমাত্রা, চাপ, স্থিরকরণ, দূষক পদার্থের নির্গমন এবং অন্যান্য প্রভাবক জড়িত থাকে। তাই, একটি ভিত্তি ব্যবহার করা আবশ্যক, এবং তারপর সাবস্ট্রেটটিকে ডিস্কের উপর স্থাপন করে CVD প্রযুক্তির মাধ্যমে সাবস্ট্রেটের উপর এপিটেক্সিয়াল ডিপোজিশন করা হয়, যা হলো SiC প্রলেপযুক্ত গ্রাফাইট ভিত্তি (ট্রে নামেও পরিচিত)।
মেটাল-অর্গানিক কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন (MOCVD) যন্ত্রপাতিতে একক স্ফটিক সাবস্ট্রেটকে ধারণ ও উত্তপ্ত করার জন্য সাধারণত SiC প্রলেপযুক্ত গ্রাফাইট বেস ব্যবহার করা হয়। SiC প্রলেপযুক্ত গ্রাফাইট বেসের তাপীয় স্থিতিশীলতা, তাপীয় সমরূপতা এবং অন্যান্য কার্যক্ষমতার পরামিতিগুলো এপিটেক্সিয়াল পদার্থের বৃদ্ধির গুণমানের ক্ষেত্রে একটি নির্ণায়ক ভূমিকা পালন করে, তাই এটি MOCVD যন্ত্রপাতির মূল প্রধান উপাদান।
নীল এলইডি-তে GaN ফিল্মের এপিটেক্সিয়াল গ্রোথের জন্য মেটাল-অর্গানিক কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন (MOCVD) হলো প্রধান প্রযুক্তি। এর সুবিধাগুলো হলো সহজ কার্যপ্রণালী, নিয়ন্ত্রণযোগ্য গ্রোথ রেট এবং GaN ফিল্মের উচ্চ বিশুদ্ধতা। MOCVD যন্ত্রের রিঅ্যাকশন চেম্বারের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসেবে, GaN ফিল্মের এপিটেক্সিয়াল গ্রোথের জন্য ব্যবহৃত বেয়ারিং বেসটির উচ্চ তাপমাত্রা সহনশীলতা, সুষম তাপ পরিবাহিতা, ভালো রাসায়নিক স্থিতিশীলতা, শক্তিশালী থার্মাল শক রেজিস্ট্যান্স ইত্যাদির মতো সুবিধা থাকা প্রয়োজন। গ্রাফাইট উপাদান উপরোক্ত শর্তগুলো পূরণ করতে পারে।
MOCVD যন্ত্রপাতির অন্যতম প্রধান উপাদান হিসেবে গ্রাফাইট বেস হলো সাবস্ট্রেটের বাহক এবং উত্তাপক অংশ, যা ফিল্ম উপাদানের সমরূপতা ও বিশুদ্ধতা সরাসরি নির্ধারণ করে। তাই এর গুণমান এপিটেক্সিয়াল শিট তৈরির প্রক্রিয়াকে সরাসরি প্রভাবিত করে এবং একই সাথে, ব্যবহারের সংখ্যা বৃদ্ধি ও কাজের পরিবেশের পরিবর্তনের সাথে সাথে এটি খুব সহজে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, যা একটি ব্যবহার্য সামগ্রী।
যদিও গ্রাফাইটের চমৎকার তাপ পরিবাহিতা এবং স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং এটি MOCVD যন্ত্রপাতির ভিত্তি উপাদান হিসেবে বেশ সুবিধাজনক, কিন্তু উৎপাদন প্রক্রিয়ায় ক্ষয়কারী গ্যাস এবং ধাতব জৈব পদার্থের অবশিষ্টাংশের কারণে গ্রাফাইট পাউডার ক্ষয় করে ফেলে, এবং এর ফলে গ্রাফাইট বেসের কার্যকাল ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়। একই সাথে, ঝরে পড়া গ্রাফাইট পাউডার চিপকে দূষিত করে।
কোটিং প্রযুক্তির আবির্ভাব পৃষ্ঠতলে পাউডার স্থিরকরণ, তাপ পরিবাহিতা বৃদ্ধি এবং তাপের সুষম বন্টন নিশ্চিত করতে পারে, যা এই সমস্যা সমাধানের প্রধান প্রযুক্তিতে পরিণত হয়েছে। MOCVD সরঞ্জাম ব্যবহারের পরিবেশে, গ্রাফাইট বেসের পৃষ্ঠতলের কোটিং-এর নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলো থাকা উচিত:
(1) গ্রাফাইট বেসটি সম্পূর্ণরূপে আবৃত করা যেতে পারে এবং এর ঘনত্ব ভালো, অন্যথায় ক্ষয়কারী গ্যাসে গ্রাফাইট বেসটি সহজেই ক্ষয়প্রাপ্ত হয়।
(2) গ্রাফাইট বেসের সাথে সংমিশ্রণ শক্তি বেশি হওয়ায় একাধিক উচ্চ তাপমাত্রা এবং নিম্ন তাপমাত্রার চক্রের পরেও আবরণটি সহজে খসে পড়ে না।
(3) উচ্চ তাপমাত্রা এবং ক্ষয়কারী পরিবেশে আবরণের ব্যর্থতা এড়াতে এর ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা রয়েছে।
SiC-এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, তাপীয় অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ রাসায়নিক স্থিতিশীলতার মতো সুবিধা রয়েছে এবং এটি GaN এপিটেক্সিয়াল পরিবেশে ভালোভাবে কাজ করতে পারে। এছাড়াও, SiC-এর তাপীয় প্রসারণ সহগ গ্রাফাইটের থেকে খুব সামান্যই আলাদা, তাই গ্রাফাইট-ভিত্তিক পৃষ্ঠ আবরণের জন্য SiC একটি পছন্দের উপাদান।
বর্তমানে, প্রচলিত SiC প্রধানত 3C, 4H এবং 6H ধরনের হয়ে থাকে এবং বিভিন্ন ক্রিস্টাল ধরনের SiC-এর ব্যবহারও ভিন্ন ভিন্ন। উদাহরণস্বরূপ, 4H-SiC দিয়ে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ডিভাইস তৈরি করা যায়; 6H-SiC সবচেয়ে স্থিতিশীল এবং এটি দিয়ে আলোক-বৈদ্যুতিক ডিভাইস তৈরি করা যায়; GaN-এর সাথে এর কাঠামোগত সাদৃশ্যের কারণে, 3C-SiC ব্যবহার করে GaN এপিটেক্সিয়াল স্তর তৈরি করা যায় এবং SiC-GaN RF ডিভাইস নির্মাণ করা যায়। 3C-SiC সাধারণত β-SiC নামেও পরিচিত, এবং β-SiC-এর একটি গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহার হলো ফিল্ম এবং কোটিং উপাদান হিসেবে, তাই বর্তমানে কোটিং-এর জন্য β-SiC-ই প্রধান উপাদান।
পোস্ট করার সময়: ০৪-আগস্ট-২০২৩