Vahvli epitaksiaalne kasv saavutatakse metallorgaanilise keemilise aurustamise-sadestamise (MOCVD) tehnoloogia abil, mille puhul reaktorisse süstitakse ülipuhtaid gaase ja doseeritakse neid peenelt, nii et need kõrgendatud temperatuuril kombineeruvad, põhjustades keemilisi interaktsioone, ja sadestuvad pooljuhtplaatidele väga õhukeste aatomkihtidena, moodustades materjalide ja liitpooljuhtide epitaksiat.
CVD-seadmetes ei saa substraati epitaksiaalse sadestamise jaoks otse metallile ega lihtsalt alusele asetada, kuna seda mõjutavad paljud tegurid. Seetõttu on substraadi hoidmiseks vaja susceptorit või alust ning seejärel on epitaksiaalse sadestamise teostamiseks substraadile vaja CVD-tehnoloogiat. See susceptor onMOCVD grafiidist sustseptor(nimetatakse kaMOCVD grafiidist alus).
Selle struktuur on näidatud alloleval joonisel:
Miks vajab grafiidist sustseptor CVD-katet?
Grafiidist sustseptor on MOCVD-seadmete üks põhikomponente. See on substraadi kandja ja kütteelement. Selle jõudlusparameetrid, nagu termiline stabiilsus ja termiline ühtlus, mängivad otsustavat rolli epitaksiaalse materjali kasvu kvaliteedis ning määravad otseselt epitaksiaalsete õhukeste kilematerjalide ühtluse ja puhtuse. Seega mõjutab selle kvaliteet otseselt epitaksiaalsete vahvlite valmistamist. Samal ajal on see kasutuskordade arvu suurenemise ja töötingimuste muutumisega väga kergesti kuluv ning on tarbekaup. Grafiidi suurepärane soojusjuhtivus ja stabiilsus annavad sellele suure eelise MOCVD-seadmete baaskomponendina.
Kui aga tegemist on ainult puhta grafiidiga, tekivad mõned probleemid. Tootmisprotsessis tekivad söövitavad gaasijäägid ja metallorgaaniline aine ning grafiidisusceptor korrodeerub ja kukub maha, mis vähendab oluliselt grafiidisusceptori kasutusiga. Samal ajal põhjustab langev grafiidipulber ka vahvli saastumist, seega tuleb need probleemid lahendada aluse ettevalmistusprotsessis. Kattetehnoloogia abil saab tagada pinnapulbri fikseerimise, parandada soojusjuhtivust ja tasakaalustada soojusjaotust ning sellest on saanud peamine tehnoloogia selle probleemi lahendamiseks.
Grafiidibaasi kasutuskeskkonna ja kasutusnõuete kohaselt peaksid pinnakattel olema järgmised omadused:
1. Suur tihedus ja täielik katvus:Grafiidi alus on kõrge temperatuuri ja söövitava töökeskkonnaga. Pind peab olema täielikult kaetud ja kate peab olema hea tihedusega, et see toimiks hästi kaitsva rollina.
2. Hea pinna tasasus:Kuna monokristallide kasvatamiseks kasutatav grafiidialus nõuab väga suurt pinna tasasust, tuleb pärast katte valmistamist säilitada aluse algne tasapind ehk katte pind peab olema ühtlane.
3. Hea liimimistugevus:Grafiidialuse ja kattematerjali soojuspaisumisteguri erinevuse vähendamine võib tõhusalt parandada nende kahe vahelist nakketugevust. Pärast kõrge ja madala temperatuuriga termilisi tsükleid ei ole kate kergesti pragunemas.
4. Kõrge soojusjuhtivus:Kvaliteetse kiibi kasvu jaoks on vaja, et grafiidist alus tagaks kiire ja ühtlase kuumuse, seega peaks kattematerjalil olema kõrge soojusjuhtivus.
5. Kõrge sulamistemperatuur, kõrge temperatuuriga oksüdatsioonikindlus ja korrosioonikindlus:Kate peaks suutma stabiilselt töötada kõrgel temperatuuril ja söövitavas töökeskkonnas.
Termiline stabiilsus, termiline ühtlus ja muud jõudlusparameetridSiC-kattega grafiidist sustseptormängivad epitaksiaalse materjali kasvu kvaliteedis otsustavat rolli, seega on see MOCVD-seadmete põhikomponent.
Katteks on valitud β-SiC (3C-SiC) kristallvorm. Võrreldes teiste kristallvormidega on sellel kristallvormil mitmeid suurepäraseid omadusi, nagu hea termodünaamiline stabiilsus, oksüdatsioonikindlus ja korrosioonikindlus. Samal ajal on sellel soojusjuhtivus, mis on põhimõtteliselt samaväärne grafiidi omaga, andes grafiidialusele erilised omadused. See suudab tõhusalt lahendada grafiidialuse rikkeid, mis on põhjustatud kõrgel temperatuuril toimuvast oksüdeerumisest ja korrosioonist ning pulbri kadumisest töö ajal, muutes grafiidialuse pinna tihedaks, mittepoorseks, kõrgele temperatuurile vastupidavaks, korrosiooni-, oksüdatsiooni- ja muudeks omadusteks, parandades seeläbi kristalli epitaksiaalset kvaliteeti ja grafiidialuse kasutusiga (SiC-kattega grafiidialuse kasutusiga mõõdetakse ahjudes).
Kuidas valida MOCVD grafiidist alust/susceptorit, mis on vastupidav kõrgele temperatuurile ja korrosioonile?
Validesgrafiidialus või sustseptor MOCVD jaoksmis on vastupidav kõrgele temperatuurile korrosioonile, tuleks arvestada järgmiste põhiteguritega:
1. Materjali puhtus:Kõrge puhtusastmega grafiitmaterjalid taluvad kõrgetel temperatuuridel paremini korrosiooni ja oksüdeerumist ning vähendavad lisandite mõju sadestamisprotsessile.
2. Tihedus ja poorsus:Suure tiheduse ja madala poorsusega grafiitplaatidel on parem mehaaniline tugevus ja korrosioonikindlus ning need võivad tõhusalt vältida gaaside läbitungimist ja materjali erosiooni.
3. Soojusjuhtivus:Kõrge soojusjuhtivusega grafiidist alus aitab soojust ühtlaselt jaotada, vähendada termilist pinget ning parandada seadmete stabiilsust ja kasutusiga.
4. Pinnatöötlus:Spetsiaalse pinnatöötluse, näiteks katmise või galvaniseerimise läbinud grafiidist kaubaalused võivad veelgi parandada nende korrosioonikindlust ja kulumiskindlust.
5. Suurus ja kuju:Valige MOCVD-seadmete erinõuete kohaselt sobiv suurus ja kuju, et tagada salve ühilduvus seadmetega ja mugav töö.
6. Tootja maine:Valige hea maine ja rikkalike kogemustega tootja, et tagada toote kvaliteedi ja müügijärgse teeninduse usaldusväärsus.
7. Kulutõhusus:Tehniliste nõuete täitmise eelduseks on kulutõhususe kaalumine ja kõrgema hinna ja kvaliteedi suhtega toodete valimine.
VET Energy on kõrge puhtusastmega grafiidist sustseptorite tarnija, pakume laia valikut kategooriaid ja neid saab kasutada erinevate kaubamärkide, mudelite ja spetsifikatsioonidega MOCVD-seadmetes.SiC-kattega grafiidist sustseptorVET Energy toodetud toodetel puuduvad katte kokkupuutepunktid ja nõrgad lülid. Kasutusaja poolest vastavad need klientide erinevatele vajadustele (sh kloori sisaldava atmosfääri kasutamine) ning kliendid on teretulnud konsultatsioonidele ja päringutele.
Postituse aeg: 01.03.2025