Epitaxní epigrafitový barelový susceptor

Epitaxní epigrafitový barelový susceptor

Epitaxní epigrafitový barelový susceptorje speciálně navržené nosné a topné zařízení používané k uchycení a ohřevu polovodičových substrátů během výrobních procesů, jako je depozice nebo epitaxe.

Jeho struktura má typicky válcový nebo mírně sudovitý tvar, povrch má několik kapes nebo plošin pro umístění destiček a může být plný nebo dutý, v závislosti na způsobu ohřevu.

Hlavní funkce epitaxního susceptoru:

1. Nosič oplatek a regulace teploty
Povrch susceptoru je navržen s několika kapsami pro destičky (například šestiúhelníkovým nebo osmiúhelníkovým uspořádáním), které mohou současně unést 6–15 destiček. Vysoká tepelná vodivost vysoce čistého grafitu (120–150 W/mK) zajišťuje rychlý přenos tepla v kombinaci s rotační funkcí (5–20 ot./min), což má za následek odchylku teploty povrchu destičky <± 1 ℃ a rovnoměrnost tloušťky epitaxní vrstvy <1 %.

2. Optimalizace směru proudění reaktantního plynu
Mikrostruktura povrchu susceptoru může narušit efekt mezní vrstvy, což umožňuje rovnoměrné rozložení reakčních plynů (jako je SiH4, NH3) a zlepšuje konzistenci rychlosti depozice.

3. Ochrana proti znečištění a korozi
Grafitové substráty jsou náchylné k rozkladu a uvolňují kovové nečistoty (jako je Fe, Ni) při vysokých teplotách, zatímco 100 μm silný CVD SiC povlak může vytvořit hustou bariéru potlačující odpařování grafitu, což má za následek míru defektů destiček <0,1 defektu/cm².

Aplikace:
-Používá se především pro epitaxní růst křemíku
-Použitelné také pro epitaxi jiných polovodičových materiálů, jako je GaAs, InP atd.

Společnost VET Energy používá vysoce čistý grafit s povlakem CVD-SiC pro zvýšení chemické stability:

1. Vysoce čistý grafitový materiál
Vysoká tepelná vodivost: tepelná vodivost grafitu je třikrát vyšší než u křemíku, což umožňuje rychlý přenos tepla ze zdroje tepla na destičku a zkrácení doby ohřevu.
Mechanická pevnost: Hustota grafitu při izostatickém tlaku ≥ 1,85 g/cm³, odolná vysokým teplotám nad 1200 ℃ bez deformace.

2. CVD SiC povlak
Na povrchu grafitu se chemickým nanášením z plynné fáze (CVD) vytváří vrstva β-SiC s čistotou ≥ 99,99995 %, chyba rovnoměrnosti tloušťky povlaku je menší než ±5 % a drsnost povrchu je menší než Ra0,5 μm.

3. Zlepšení výkonu:
Odolnost proti korozi: odolává silným korozivním plynům, jako je Cl2, HCl atd., v prostředí NH3 může prodloužit životnost GaN epitaxe až třikrát.
Tepelná stabilita: Koeficient tepelné roztažnosti (4,5 × 10-6/℃) odpovídá grafitu, aby se zabránilo praskání povlaku způsobenému kolísáním teploty.
Tvrdost a odolnost proti opotřebení: Tvrdost dle Vickerse dosahuje 28 GPa, což je 10krát více než u grafitu a může snížit riziko poškrábání destičky.