MOCVDグラファイトトレイとは何ですか？

ウェーハのエピタキシャル成長は、有機金属化学気相成長法 (MOCVD) 技術によって実現されます。この技術では、超高純度ガスをリアクターに注入して細かく計量し、高温で混合して化学反応を起こし、非常に薄い原子層で半導体ウェーハ上に堆積させて、材料と化合物半導体のエピタキシーを形成します。

CVD装置では、基板を金属やベースに直接置いてエピタキシャル成長を行うことはできません。これは、基板が様々な要因の影響を受けるためです。そのため、基板を保持するためのサセプターまたはトレイが必要となり、CVD技術を用いて基板上にエピタキシャル成長を行います。このサセプターは、MOCVDグラファイトサセプター（別名MOCVDグラファイトトレイ).

その構造は以下の図に示されています。

グラファイトサセプターにCVDコーティングが必要なのはなぜですか?

グラファイトサセプターは、MOCVD装置のコアコンポーネントの一つであり、基板のキャリアと加熱要素として機能します。熱安定性や熱均一性といった性能パラメータは、エピタキシャル材料の成長品質に決定的な役割を果たし、エピタキシャル薄膜材料の均一性と純度を直接決定づけます。そのため、その品質はエピタキシャルウェーハの製造に直接影響を及ぼします。同時に、使用回数の増加や作業条件の変化に伴い、グラファイトサセプターは非常に摩耗しやすく、消耗品となります。グラファイトの優れた熱伝導性と安定性は、MOCVD装置の基本コンポーネントとして大きな利点をもたらします。

しかし、純粋なグラファイトのみでは、いくつかの問題が生じます。製造工程では、残留腐食性ガスや金属有機物が発生し、グラファイトサセプターが腐食して脱落し、グラファイトサセプターの耐用年数が大幅に短縮されます。同時に、脱落したグラファイト粉末はウェーハを汚染する可能性があるため、これらの問題はベース製造工程で解決する必要があります。コーティング技術は、粉末の表面固定、熱伝導率の向上、熱分布のバランス調整を可能にし、この問題を解決するための主要な技術となっています。

グラファイトベースの適用環境と使用要件に応じて、表面コーティングには次の特性が必要です。

1. 高密度で完全なカバー範囲：グラファイト基材は高温・腐食性の作業環境下に置かれるため、表面は完全に覆われ、コーティングは良好な保護機能を発揮するために高い密度が必要です。

2. 良好な表面平坦性：単結晶育成に用いるグラファイト基材は非常に高い表面平坦性が求められるため、コーティング後も基材本来の平坦性を維持すること、すなわちコーティング表面が均一であることが必要である。

3. 優れた接着強度：グラファイト基材とコーティング材の熱膨張係数の差を小さくすることで、両者の接着強度を効果的に向上させることができます。高温・低温の熱サイクルを経ても、コーティング材は割れにくくなります。

4. 高い熱伝導率：高品質のチップ成長には、グラファイトベースが高速かつ均一な熱を供給することが求められるため、コーティング材料は高い熱伝導率を備えている必要があります。

5. 高融点、高温耐酸化性、耐腐食性：コーティングは、高温および腐食性の作業環境でも安定して機能する必要があります。

熱安定性、熱均一性、その他の性能パラメータは、SiCコーティンググラファイトサセプターエピタキシャル材料の成長品質に決定的な役割を果たすため、MOCVD 装置の中核となる主要コンポーネントです。

コーティングにはβ-SiC（3C-SiC）結晶型が選択されています。他の結晶型と比較して、この結晶型は優れた熱力学的安定性、耐酸化性、耐腐食性など、一連の優れた特性を備えています。同時に、熱伝導率はグラファイトと基本的に一致しているため、グラファイト基材に特別な特性が付与されています。高温酸化・腐食や使用中の粉体損失によるグラファイト基材の破損を効果的に解決し、グラファイト基材の表面を緻密で非多孔性、耐高温性、耐腐食性、耐酸化性などの特性にすることで、結晶エピタキシャル品質とグラファイト基材の耐用年数を向上させます（SiCコーティングされたグラファイト基材の耐用年数は炉内で測定されます）。

高温と腐食に耐性のある MOCVD グラファイトトレイ/サセプターを選択するにはどうすればよいでしょうか?

選択する際にはMOCVD用グラファイトトレイまたはサセプタ高温腐食に耐性のある材料を選択する場合、以下の重要な要素を考慮する必要があります。

1. 材料の純度：高純度グラファイト材料は、高温での腐食や酸化に対する耐性が優れており、堆積プロセスにおける不純物の影響を軽減します。

2. 密度と多孔性：高密度で多孔性が低いグラファイトトレイは、機械的強度と耐腐食性が優れており、ガスの浸透や材料の侵食を効果的に防ぐことができます。

3. 熱伝導率：熱伝導率の高いグラファイトトレイは、熱を均等に分散し、熱ストレスを軽減し、機器の安定性と耐用年数を向上させます。

4.表面処理：コーティングやメッキなどの特殊な表面処理を施したグラファイトパレットは、耐腐食性や耐摩耗性をさらに向上させることができます。

5. サイズと形状：MOCVD 装置の特定の要件に応じて、トレイと装置の互換性と操作の利便性を確保するために適切なサイズと形状を選択します。

6. メーカーの評判：製品の品質とアフターサービスの信頼性を確保するために、評判が良く経験が豊富なメーカーを選択してください。

7. 費用対効果：技術要件を満たすことを前提に、費用対効果を考慮し、よりコストパフォーマンスの高い製品を選択してください。

VET Energyは高純度グラファイトサセプターのサプライヤーです。幅広いカテゴリーのサセプターを取り揃えており、様々なブランド、モデル、仕様のMOCVD装置にご使用いただけます。SiCコーティンググラファイトサセプターVET Energyが製造する製品は、コーティングによる接触点がなく、弱点もありません。耐用年数に関しては、塩素含有雰囲気での使用を含む、お客様の様々なニーズを満たすことができます。お気軽にご相談ください。