La croissance épitaxiale des plaquettes est obtenue grâce à la technologie de dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD), dans laquelle des gaz ultra-purs sont injectés dans le réacteur et finement dosés, de sorte qu'ils se combinent à des températures élevées pour provoquer des interactions chimiques et sont déposés sur des plaquettes semi-conductrices en couches atomiques très fines pour former une épitaxie de matériaux et de semi-conducteurs composés.
Dans les équipements CVD, le substrat ne peut pas être placé directement sur le métal ou simplement sur une base pour le dépôt épitaxial, car il est affecté par de nombreux facteurs. Par conséquent, un suscepteur ou un plateau est nécessaire pour maintenir le substrat, puis utiliser la technologie CVD pour effectuer le dépôt épitaxial. Ce suscepteur est unSuscepteur en graphite MOCVD(également appeléPlateau en graphite MOCVD).
Sa structure est illustrée dans la figure ci-dessous :
Pourquoi le suscepteur en graphite a-t-il besoin d'un revêtement CVD ?
Le suscepteur en graphite est l'un des composants essentiels des équipements MOCVD. Il constitue le support et l'élément chauffant du substrat. Ses paramètres de performance, tels que la stabilité et l'uniformité thermiques, jouent un rôle déterminant dans la qualité de la croissance du matériau épitaxial et déterminent directement l'uniformité et la pureté des couches minces épitaxiées. Par conséquent, sa qualité influence directement la préparation des plaquettes épitaxiées. Parallèlement, avec l'augmentation de ses utilisations et l'évolution des conditions de travail, il est très sujet à l'usure et constitue un consommable. L'excellente conductivité thermique et la stabilité du graphite en font un composant de base privilégié des équipements MOCVD.
Cependant, s'il s'agit uniquement de graphite pur, des problèmes surviendront. Lors de la production, des gaz corrosifs résiduels et des matières organométalliques se formeront, entraînant la corrosion et la chute du suscepteur en graphite, ce qui réduira considérablement sa durée de vie. De plus, la chute de poudre de graphite polluera la plaquette. Ces problèmes doivent donc être résolus dès la préparation de la base. La technologie de revêtement, qui permet de fixer la poudre en surface, d'améliorer la conductivité thermique et d'équilibrer la répartition de la chaleur, est devenue la principale solution.
Selon l'environnement d'application et les exigences d'utilisation de la base en graphite, le revêtement de surface doit avoir les caractéristiques suivantes :
1. Haute densité et couverture complète :La base en graphite est soumise à des températures élevées et à un environnement de travail corrosif. La surface doit être entièrement recouverte et le revêtement doit avoir une bonne densité pour assurer une protection efficace.
2. Bonne planéité de surface :Étant donné que la base en graphite utilisée pour la croissance monocristalline nécessite une planéité de surface très élevée, la planéité d'origine de la base doit être maintenue après la préparation du revêtement, c'est-à-dire que la surface du revêtement doit être uniforme.
3. Bonne force de liaison :La réduction de la différence de coefficient de dilatation thermique entre la base en graphite et le matériau de revêtement permet d'améliorer efficacement la résistance de l'adhérence entre les deux. Après des cycles thermiques à haute et basse température, le revêtement est difficile à fissurer.
4. Conductivité thermique élevée :La croissance des copeaux de haute qualité nécessite que la base en graphite fournisse une chaleur rapide et uniforme, le matériau de revêtement doit donc avoir une conductivité thermique élevée.
5. Point de fusion élevé, résistance à l'oxydation à haute température et résistance à la corrosion :Le revêtement doit pouvoir fonctionner de manière stable dans un environnement de travail à haute température et corrosif.
La stabilité thermique, l'uniformité thermique et d'autres paramètres de performance duSuscepteur en graphite revêtu de SiCjouent un rôle décisif dans la qualité de la croissance du matériau épitaxial, c'est donc le composant clé de l'équipement MOCVD.
La forme cristalline β-SiC (3C-SiC) a été choisie comme revêtement. Comparée aux autres formes cristallines, cette forme cristalline présente d'excellentes propriétés, telles qu'une bonne stabilité thermodynamique, une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion. Parallèlement, sa conductivité thermique est sensiblement la même que celle du graphite, conférant ainsi à la base en graphite des propriétés particulières. Elle permet de remédier efficacement aux défaillances de la base en graphite dues à l'oxydation et à la corrosion à haute température, ainsi qu'à la perte de poudre en service. Elle rend la surface de la base en graphite dense, non poreuse, résistante aux hautes températures, anticorrosion et antioxydation, entre autres caractéristiques, améliorant ainsi la qualité épitaxiale des cristaux et sa durée de vie (la durée de vie de la base en graphite revêtue de SiC est mesurée en four).
Comment choisir un plateau/suscepteur en graphite MOCVD résistant aux hautes températures et à la corrosion ?
Lors du choix d'unplateau ou suscepteur en graphite pour MOCVDqui résiste à la corrosion à haute température, les facteurs clés suivants doivent être pris en compte :
1. Pureté du matériau :Les matériaux en graphite de haute pureté peuvent mieux résister à la corrosion et à l’oxydation à des températures élevées et réduire l’impact des impuretés sur le processus de dépôt.
2. Densité et porosité :Les plateaux en graphite à haute densité et à faible porosité ont une meilleure résistance mécanique et une meilleure résistance à la corrosion, et peuvent empêcher efficacement la pénétration de gaz et l'érosion des matériaux.
3. Conductivité thermique :Le plateau en graphite à haute conductivité thermique permet de répartir uniformément la chaleur, de réduire le stress thermique et d'améliorer la stabilité et la durée de vie de l'équipement.
4. Traitement de surface :Les palettes en graphite ayant subi un traitement de surface spécial, tel qu'un revêtement ou un placage, peuvent encore améliorer leur résistance à la corrosion et à l'usure.
5. Taille et forme :Selon les exigences spécifiques de l'équipement MOCVD, sélectionnez la taille et la forme appropriées pour assurer la compatibilité du plateau avec l'équipement et la commodité de fonctionnement.
6. Réputation du fabricant :Choisissez un fabricant avec une bonne réputation et une riche expérience pour garantir la fiabilité de la qualité du produit et du service après-vente.
7. Rentabilité :Dans le but de répondre aux exigences techniques, tenez compte de la rentabilité et choisissez des produits offrant un meilleur rapport qualité-prix.
VET Energy est un fournisseur de suscepteurs en graphite de haute pureté. Nous proposons une large gamme de catégories et pouvons être utilisés dans des équipements MOCVD de différentes marques, modèles et spécifications.Suscepteur en graphite revêtu de SiCLes tubes produits par VET Energy ne présentent aucun point de contact avec le revêtement ni de maillon faible. Leur durée de vie est adaptée aux différents besoins des clients (notamment l'utilisation d'atmosphères chlorées). N'hésitez pas à nous consulter.
Date de publication : 01/03/2025