Epitaksjalny wzrost płytek półprzewodnikowych osiąga się dzięki technologii osadzania chemicznego z fazy gazowej związków metaloorganicznych (MOCVD), w której do reaktora wtryskuje się ultraczyste gazy, które są precyzyjnie dozowane. W podwyższonej temperaturze łączą się one, wywołując oddziaływania chemiczne, a następnie osadzają się na płytkach półprzewodnikowych w bardzo cienkich warstwach atomowych, tworząc epitaksję materiałów i półprzewodników złożonych.
W urządzeniach CVD podłoże nie może być umieszczone bezpośrednio na metalu ani na podstawie do osadzania epitaksjalnego, ponieważ będzie podlegać wpływom wielu czynników. Dlatego potrzebny jest susceptor lub tacka do przytrzymania podłoża, a następnie technologia CVD do wykonania osadzania epitaksjalnego na podłożu. Ten susceptor toSusceptor grafitowy MOCVD(nazywany równieżTacka grafitowa MOCVD).
Jej strukturę pokazano na poniższym rysunku:
Dlaczego susceptor grafitowy wymaga powłoki CVD?
Susceptor grafitowy jest jednym z kluczowych elementów urządzeń MOCVD. Stanowi on nośnik i element grzejny podłoża. Jego parametry eksploatacyjne, takie jak stabilność termiczna i jednorodność termiczna, odgrywają decydującą rolę w jakości wzrostu materiału epitaksjalnego i bezpośrednio determinują jednorodność i czystość epitaksjalnych materiałów cienkowarstwowych. Dlatego jego jakość bezpośrednio wpływa na przygotowanie płytek epitaksjalnych. Jednocześnie, wraz ze wzrostem liczby zastosowań i zmianami warunków pracy, grafit jest bardzo podatny na zużycie i jest materiałem eksploatacyjnym. Doskonała przewodność cieplna i stabilność grafitu sprawiają, że jest on istotną zaletą jako podstawowy element urządzeń MOCVD.
Jeśli jednak jest to czysty grafit, mogą pojawić się pewne problemy. W procesie produkcyjnym powstają resztkowe gazy korozyjne i metaloorganiczne związki, a grafitowy susceptor koroduje i odpada, co znacznie skraca jego żywotność. Jednocześnie opadający proszek grafitowy zanieczyszcza płytkę, dlatego te problemy należy rozwiązać już na etapie przygotowania podłoża. Technologia powlekania może zapewnić utrwalenie proszku powierzchniowego, poprawić przewodność cieplną i zrównoważyć dystrybucję ciepła, stając się główną technologią rozwiązującą ten problem.
W zależności od środowiska zastosowania i wymagań użytkowych podłoża grafitowego powłoka powierzchniowa powinna mieć następujące właściwości:
1. Wysoka gęstość i pełne pokrycie:Podstawa grafitowa pracuje w środowisku o wysokiej temperaturze i korozyjnym. Powierzchnia musi być całkowicie pokryta, a powłoka musi mieć odpowiednią gęstość, aby spełniać funkcję ochronną.
2. Dobra płaskość powierzchni:Ponieważ grafitowa podstawa stosowana do hodowli monokryształów wymaga bardzo płaskiej powierzchni, pierwotna płaskość podstawy musi zostać zachowana po przygotowaniu powłoki, tzn. powierzchnia powłoki musi być jednolita.
3. Dobra siła wiązania:Zmniejszenie różnicy współczynnika rozszerzalności cieplnej między bazą grafitową a materiałem powłoki może skutecznie poprawić wytrzymałość wiązania między nimi. Po przejściu przez cykle termiczne o wysokiej i niskiej temperaturze powłoka nie pęka łatwo.
4. Wysoka przewodność cieplna:Aby uzyskać wysokiej jakości wzrost wiórów, baza grafitowa musi zapewniać szybkie i równomierne nagrzewanie, dlatego materiał powłoki powinien mieć wysoką przewodność cieplną.
5. Wysoka temperatura topnienia, odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze i odporność na korozję:Powłoka powinna być w stanie stabilnie pracować w środowisku narażonym na wysoką temperaturę i korozję.
Stabilność termiczna, jednorodność termiczna i inne parametry wydajnościoweSusceptor grafitowy powlekany SiCodgrywają decydującą rolę w jakości wzrostu materiału epitaksjalnego, dlatego są kluczowym elementem sprzętu MOCVD.
Jako powłokę wybrano formę krystaliczną β-SiC (3C-SiC). W porównaniu z innymi formami krystalicznymi, ta forma charakteryzuje się szeregiem doskonałych właściwości, takich jak dobra stabilność termodynamiczna, odporność na utlenianie i korozję. Jednocześnie charakteryzuje się przewodnością cieplną zasadniczo porównywalną z grafitem, co nadaje grafitowej bazie szczególne właściwości. Może ona skutecznie rozwiązać problem uszkodzenia grafitowej bazy spowodowanych utlenianiem i korozją w wysokiej temperaturze oraz utratą proszku podczas eksploatacji, a także sprawia, że powierzchnia grafitowej bazy jest gęsta, nieporowata, odporna na wysokie temperatury, antykorozyjna, przeciwutleniająca i posiada inne właściwości, co poprawia jakość epitaksjalną kryształów i wydłuża żywotność grafitowej bazy (żywotność grafitowej bazy pokrytej SiC jest mierzona w piecach).
Jak wybrać tackę/susceptor grafitowy MOCVD odporny na wysoką temperaturę i korozję?
Wybierająctaca grafitowa lub podstawka dla MOCVDaby zapewnić odporność na korozję w wysokiej temperaturze, należy wziąć pod uwagę następujące kluczowe czynniki:
1. Czystość materiału:Materiały grafitowe o wysokiej czystości są bardziej odporne na korozję i utlenianie w wysokich temperaturach oraz zmniejszają wpływ zanieczyszczeń na proces osadzania.
2. Gęstość i porowatość:Tacki grafitowe o dużej gęstości i małej porowatości charakteryzują się lepszą wytrzymałością mechaniczną i odpornością na korozję, a także skutecznie zapobiegają przenikaniu gazów i erozji materiału.
3. Przewodność cieplna:Tacka grafitowa o wysokiej przewodności cieplnej pomaga równomiernie rozprowadzać ciepło, redukuje naprężenia cieplne oraz poprawia stabilność i żywotność sprzętu.
4. Obróbka powierzchni:Specjalna obróbka powierzchni palet grafitowych, na przykład powlekanie lub galwanizacja, może dodatkowo zwiększyć ich odporność na korozję i zużycie.
5. Rozmiar i kształt:Zgodnie ze szczególnymi wymaganiami sprzętu MOCVD należy wybrać odpowiedni rozmiar i kształt, aby zapewnić kompatybilność tacki ze sprzętem i wygodę obsługi.
6. Reputacja producenta:Wybierz producenta o dobrej reputacji i bogatym doświadczeniu, aby mieć pewność niezawodności jakości produktu i serwisu posprzedażowego.
7. Opłacalność:Jeśli chcesz spełnić wymagania techniczne, weź pod uwagę opłacalność i wybierz produkty o lepszym stosunku ceny do jakości.
VET Energy to dostawca grafitowych susceptorów o wysokiej czystości. Oferujemy szeroki zakres kategorii, które mogą być stosowane w urządzeniach MOCVD różnych marek, modeli i specyfikacji.Susceptor grafitowy powlekany SiCProdukowane przez VET Energy urządzenia nie posiadają punktów styku z powłoką ani słabych ogniw. Pod względem żywotności spełniają one wymagania klientów o zróżnicowanych potrzebach (w tym dotyczących stosowania w atmosferach zawierających chlor), a klienci są zachęcani do konsultacji i składania zapytań.
Czas publikacji: 01-03-2025