સેમિકન્ડક્ટર ભાગો - SiC કોટેડ ગ્રેફાઇટ બેઝ

SiC કોટેડ ગ્રેફાઇટ બેઝનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મેટલ-ઓર્ગેનિક કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (MOCVD) સાધનોમાં સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટને ટેકો આપવા અને ગરમ કરવા માટે થાય છે. SiC કોટેડ ગ્રેફાઇટ બેઝની થર્મલ સ્થિરતા, થર્મલ એકરૂપતા અને અન્ય પ્રદર્શન પરિમાણો એપિટેક્સિયલ સામગ્રી વૃદ્ધિની ગુણવત્તામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, તેથી તે MOCVD સાધનોનો મુખ્ય મુખ્ય ઘટક છે.

વેફર ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, ઉપકરણોના ઉત્પાદનને સરળ બનાવવા માટે કેટલાક વેફર સબસ્ટ્રેટ્સ પર એપિટેક્સિયલ સ્તરો વધુ બનાવવામાં આવે છે. લાક્ષણિક LED પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતા ઉપકરણોને સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ્સ પર GaAs ના એપિટેક્સિયલ સ્તરો તૈયાર કરવાની જરૂર પડે છે; SBD, MOSFET, વગેરે જેવા ઉપકરણોના નિર્માણ માટે SiC એપિટેક્સિયલ સ્તર વાહક SiC સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવે છે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ, ઉચ્ચ પ્રવાહ અને અન્ય પાવર એપ્લિકેશનો માટે; GaN એપિટેક્સિયલ સ્તર અર્ધ-ઇન્સ્યુલેટેડ SiC સબસ્ટ્રેટ પર બનાવવામાં આવે છે જેથી HEMT અને RF એપ્લિકેશનો જેમ કે સંદેશાવ્યવહાર માટે અન્ય ઉપકરણોનું વધુ નિર્માણ થાય. આ પ્રક્રિયા CVD સાધનોથી અવિભાજ્ય છે.

CVD સાધનોમાં, સબસ્ટ્રેટને સીધા ધાતુ પર મૂકી શકાતું નથી અથવા ફક્ત એપિટેક્સિયલ ડિપોઝિશન માટે બેઝ પર મૂકી શકાતું નથી, કારણ કે તેમાં ગેસ પ્રવાહ (આડી, ઊભી), તાપમાન, દબાણ, ફિક્સેશન, પ્રદૂષકોનું શેડિંગ અને પ્રભાવ પરિબળોના અન્ય પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, બેઝનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે, અને પછી સબસ્ટ્રેટને ડિસ્ક પર મૂકવો, અને પછી સબસ્ટ્રેટ પર એપિટેક્સિયલ ડિપોઝિશન માટે CVD ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવો, જે SiC કોટેડ ગ્રેફાઇટ બેઝ (જેને ટ્રે તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) છે.

SiC કોટેડ ગ્રેફાઇટ બેઝનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મેટલ-ઓર્ગેનિક કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (MOCVD) સાધનોમાં સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટને ટેકો આપવા અને ગરમ કરવા માટે થાય છે. SiC કોટેડ ગ્રેફાઇટ બેઝની થર્મલ સ્થિરતા, થર્મલ એકરૂપતા અને અન્ય પ્રદર્શન પરિમાણો એપિટેક્સિયલ સામગ્રી વૃદ્ધિની ગુણવત્તામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, તેથી તે MOCVD સાધનોનો મુખ્ય મુખ્ય ઘટક છે.

વાદળી LED માં GaN ફિલ્મોના એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ માટે મેટલ-ઓર્ગેનિક કેમિકલ વેપર ડિપોઝિશન (MOCVD) એ મુખ્ય પ્રવાહની ટેકનોલોજી છે. તેમાં સરળ કામગીરી, નિયંત્રિત વૃદ્ધિ દર અને GaN ફિલ્મોની ઉચ્ચ શુદ્ધતાના ફાયદા છે. MOCVD સાધનોના પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક તરીકે, GaN ફિલ્મ એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા બેરિંગ બેઝમાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, સમાન થર્મલ વાહકતા, સારી રાસાયણિક સ્થિરતા, મજબૂત થર્મલ શોક પ્રતિકાર, વગેરેના ફાયદા હોવા જોઈએ. ગ્રેફાઇટ સામગ્રી ઉપરોક્ત શરતોને પૂર્ણ કરી શકે છે.

MOCVD સાધનોના મુખ્ય ઘટકોમાંના એક તરીકે, ગ્રેફાઇટ બેઝ એ સબસ્ટ્રેટનું વાહક અને ગરમીનું શરીર છે, જે ફિલ્મ સામગ્રીની એકરૂપતા અને શુદ્ધતા સીધી રીતે નક્કી કરે છે, તેથી તેની ગુણવત્તા એપિટેક્સિયલ શીટની તૈયારીને સીધી અસર કરે છે, અને તે જ સમયે, ઉપયોગોની સંખ્યામાં વધારો અને કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફાર સાથે, તે પહેરવામાં ખૂબ જ સરળ છે, જે ઉપભોક્તા વસ્તુઓનો ભાગ છે.

ગ્રેફાઇટમાં ઉત્તમ થર્મલ વાહકતા અને સ્થિરતા હોવા છતાં, MOCVD સાધનોના બેઝ ઘટક તરીકે તેનો સારો ફાયદો છે, પરંતુ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, કાટ લાગતા વાયુઓ અને ધાતુના કાર્બનિક પદાર્થોના અવશેષોને કારણે ગ્રેફાઇટ પાવડરને કાટ લાગશે, અને ગ્રેફાઇટ બેઝનું સર્વિસ લાઇફ ઘણું ઓછું થશે. તે જ સમયે, પડતો ગ્રેફાઇટ પાવડર ચિપને પ્રદૂષિત કરશે.

કોટિંગ ટેકનોલોજીનો ઉદભવ સપાટી પાવડર ફિક્સેશન પ્રદાન કરી શકે છે, થર્મલ વાહકતા વધારી શકે છે અને ગરમી વિતરણને સમાન બનાવી શકે છે, જે આ સમસ્યાને ઉકેલવા માટેની મુખ્ય ટેકનોલોજી બની ગઈ છે. MOCVD સાધનોના ઉપયોગના વાતાવરણમાં ગ્રેફાઇટ બેઝ, ગ્રેફાઇટ બેઝ સપાટી કોટિંગ નીચેની લાક્ષણિકતાઓને પૂર્ણ કરે છે:

(૧) ગ્રેફાઇટ બેઝને સંપૂર્ણપણે વીંટાળી શકાય છે, અને તેની ઘનતા સારી છે, નહીં તો ગ્રેફાઇટ બેઝ કાટ લાગતા ગેસમાં સરળતાથી કાટ લાગી શકે છે.

(2) ગ્રેફાઇટ બેઝ સાથે સંયોજન શક્તિ ઊંચી હોય છે જેથી ખાતરી થાય કે કોટિંગ ઘણા ઊંચા તાપમાન અને નીચા તાપમાન ચક્ર પછી સરળતાથી પડી ન જાય.

(૩) તેમાં સારી રાસાયણિક સ્થિરતા છે જે ઉચ્ચ તાપમાન અને કાટ લાગતા વાતાવરણમાં કોટિંગની નિષ્ફળતાને ટાળે છે.

SiC માં કાટ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, થર્મલ શોક પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ રાસાયણિક સ્થિરતાના ફાયદા છે, અને તે GaN એપિટેક્સિયલ વાતાવરણમાં સારી રીતે કાર્ય કરી શકે છે. વધુમાં, SiC નો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક ગ્રેફાઇટ કરતા ખૂબ જ ઓછો અલગ છે, તેથી ગ્રેફાઇટ બેઝના સપાટી કોટિંગ માટે SiC પસંદગીની સામગ્રી છે.

હાલમાં, સામાન્ય SiC મુખ્યત્વે 3C, 4H અને 6H પ્રકારનું છે, અને વિવિધ સ્ફટિક પ્રકારોના SiC ઉપયોગો અલગ અલગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, 4H-SiC ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે; 6H-SiC સૌથી સ્થિર છે અને ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે; GaN જેવી જ રચનાને કારણે, 3C-SiC નો ઉપયોગ GaN એપિટેક્સિયલ સ્તર બનાવવા અને SiC-GaN RF ઉપકરણો બનાવવા માટે થઈ શકે છે. 3C-SiC ને સામાન્ય રીતે β-SiC તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, અને β-SiC નો એક મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ ફિલ્મ અને કોટિંગ સામગ્રી તરીકે થાય છે, તેથી β-SiC હાલમાં કોટિંગ માટે મુખ્ય સામગ્રી છે.