O crescimento epitaxial de wafers é alcançado através da tecnologia de deposição química de vapor metalorgânica (MOCVD), na qual gases ultrapuros são injetados no reator e finamente dosados, de modo que se combinem em temperaturas elevadas para causar interações químicas e sejam depositados em wafers semicondutores em camadas atômicas muito finas para formar epitaxia de materiais e semicondutores compostos.
Em equipamentos de CVD, o substrato não pode ser colocado diretamente sobre o metal ou simplesmente sobre uma base para deposição epitaxial, pois será afetado por diversos fatores. Portanto, é necessário um suporte ou bandeja para sustentar o substrato, e então a tecnologia CVD é utilizada para realizar a deposição epitaxial sobre ele. Este suporte é umsusceptor de grafite MOCVD(também chamadoBandeja de grafite MOCVD).
Sua estrutura é mostrada na figura abaixo:
Por que o suporte de grafite precisa de revestimento CVD?
O suporte de grafite é um dos componentes principais do equipamento MOCVD. Ele serve como suporte e elemento de aquecimento do substrato. Seus parâmetros de desempenho, como estabilidade e uniformidade térmica, desempenham um papel decisivo na qualidade do crescimento do material epitaxial e determinam diretamente a uniformidade e a pureza dos filmes finos epitaxiais. Portanto, sua qualidade afeta diretamente a preparação de wafers epitaxiais. Ao mesmo tempo, com o aumento do número de usos e as mudanças nas condições de trabalho, ele se desgasta com muita facilidade, sendo um consumível. A excelente condutividade térmica e a estabilidade da grafite conferem a ela uma grande vantagem como componente básico do equipamento MOCVD.
No entanto, se for apenas grafite puro, haverá alguns problemas. No processo de produção, haverá gases corrosivos residuais e matéria orgânica metálica, e o suporte de grafite corroerá e se desprenderá, o que reduz significativamente sua vida útil. Ao mesmo tempo, o pó de grafite que se desprende também contaminará o wafer, portanto, esses problemas precisam ser resolvidos no processo de preparação da base. A tecnologia de revestimento pode fornecer fixação do pó na superfície, aumentar a condutividade térmica e equilibrar a distribuição de calor, tornando-se a principal tecnologia para solucionar esse problema.
De acordo com o ambiente de aplicação e os requisitos de uso da base de grafite, o revestimento superficial deve apresentar as seguintes características:
1. Alta densidade e cobertura total:A base de grafite está sujeita a um ambiente de trabalho corrosivo e de alta temperatura. A superfície deve ser totalmente coberta e o revestimento deve ter boa densidade para desempenhar uma função protetora eficaz.
2. Boa planicidade da superfície:Como a base de grafite utilizada para o crescimento de monocristais requer uma planicidade superficial muito elevada, a planicidade original da base deve ser mantida após a preparação do revestimento, ou seja, a superfície do revestimento deve ser uniforme.
3. Boa resistência de adesão:Reduzir a diferença no coeficiente de expansão térmica entre a base de grafite e o material de revestimento pode melhorar efetivamente a resistência da ligação entre os dois. Após ser submetido a ciclos térmicos de alta e baixa temperatura, o revestimento não se rompe facilmente.
4. Alta condutividade térmica:Para um crescimento de chips de alta qualidade, é necessário que a base de grafite forneça calor rápido e uniforme, portanto, o material de revestimento deve ter alta condutividade térmica.
5. Alto ponto de fusão, alta resistência à oxidação em altas temperaturas e resistência à corrosão:O revestimento deve ser capaz de funcionar de forma estável em um ambiente de trabalho corrosivo e de alta temperatura.
A estabilidade térmica, a uniformidade térmica e outros parâmetros de desempenho dosusceptor de grafite revestido com SiCDesempenha um papel decisivo na qualidade do crescimento epitaxial do material, sendo, portanto, o componente-chave principal do equipamento MOCVD.
A forma cristalina β-SiC (3C-SiC) foi selecionada como revestimento. Comparada a outras formas cristalinas, esta apresenta uma série de propriedades excelentes, como boa estabilidade termodinâmica, resistência à oxidação e à corrosão. Ao mesmo tempo, possui condutividade térmica basicamente compatível com a do grafite, conferindo à base de grafite propriedades especiais. O revestimento pode solucionar eficazmente os problemas de falha da base de grafite causados por oxidação e corrosão em altas temperaturas, bem como a perda de pó durante o uso, tornando a superfície da base de grafite densa, não porosa, resistente a altas temperaturas, anticorrosiva e antioxidante, entre outras características, melhorando assim a qualidade epitaxial do cristal e a vida útil da base de grafite (a vida útil da base de grafite revestida com SiC é medida em fornos).
Como escolher uma bandeja/suporte de grafite MOCVD resistente a altas temperaturas e à corrosão?
Ao escolher umbandeja de grafite ou susceptor para MOCVDPara que uma substância seja resistente à corrosão em altas temperaturas, os seguintes fatores-chave devem ser considerados:
1. Pureza do material:Materiais de grafite de alta pureza podem resistir melhor à corrosão e à oxidação em altas temperaturas e reduzir o impacto de impurezas no processo de deposição.
2. Densidade e porosidade:Bandejas de grafite com alta densidade e baixa porosidade apresentam melhor resistência mecânica e à corrosão, podendo prevenir eficazmente a penetração de gases e a erosão do material.
3. Condutividade térmica:A bandeja de grafite de alta condutividade térmica ajuda a distribuir o calor uniformemente, reduzir o estresse térmico e melhorar a estabilidade e a vida útil do equipamento.
4. Tratamento de superfície:Paletes de grafite que passaram por tratamento superficial especial, como revestimento ou galvanização, podem ter sua resistência à corrosão e ao desgaste ainda maior aprimorada.
5. Tamanho e formato:De acordo com os requisitos específicos do equipamento MOCVD, selecione o tamanho e o formato adequados para garantir a compatibilidade da bandeja com o equipamento e a facilidade de operação.
6. Reputação do fabricante:Escolha um fabricante com boa reputação e vasta experiência para garantir a confiabilidade da qualidade do produto e do serviço pós-venda.
7. Relação custo-benefício:Partindo do pressuposto de atender aos requisitos técnicos, considere a relação custo-benefício e escolha produtos com melhor desempenho em termos de custo-benefício.
A VET Energy é uma fornecedora de susceptores de grafite de alta pureza, oferecendo uma ampla gama de categorias que podem ser utilizadas em equipamentos MOCVD de diferentes marcas, modelos e especificações.susceptor de grafite revestido com SiCOs produtos da VET Energy não possuem pontos de contato com revestimento nem elos fracos. Em termos de vida útil, atendem às necessidades de clientes com diferentes exigências (inclusive para uso em atmosferas com cloro). Entre em contato para mais informações e consultas.
Data da publicação: 01/03/2025