SiC ආලේපිත මිනිරන් භෂ්ම සාමාන්යයෙන් ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ (MOCVD) උපකරණවල තනි ස්ඵටික උපස්ථර සඳහා ආධාර කිරීමට සහ රත් කිරීමට භාවිතා කරයි. SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ තාප ස්ථායිතාව, තාප ඒකාකාරිත්වය සහ අනෙකුත් කාර්ය සාධන පරාමිතීන් එපිටැක්සියල් ද්රව්ය වර්ධනයේ ගුණාත්මකභාවය සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, එබැවින් එය MOCVD උපකරණවල මූලික ප්රධාන අංගය වේ.
වේෆර් නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී, උපාංග නිෂ්පාදනය පහසු කිරීම සඳහා සමහර වේෆර් උපස්ථර මත එපිටැක්සියල් ස්ථර තවදුරටත් ඉදිකරනු ලැබේ. සාමාන්ය LED ආලෝක විමෝචක උපාංග සිලිකන් උපස්ථර මත GaAs වල එපිටැක්සියල් ස්ථර සකස් කිරීමට අවශ්ය වේ; අධි වෝල්ටීයතාව, අධි ධාරා සහ අනෙකුත් බල යෙදුම් සඳහා SBD, MOSFET වැනි උපාංග ඉදිකිරීම සඳහා SiC එපිටැක්සියල් ස්ථරය සන්නායක SiC උපස්ථරය මත වගා කෙරේ; සන්නිවේදනය වැනි RF යෙදුම් සඳහා HEMT සහ අනෙකුත් උපාංග තවදුරටත් ඉදිකිරීම සඳහා GaN එපිටැක්සියල් ස්ථරය අර්ධ පරිවරණය කළ SiC උපස්ථරය මත ඉදිකර ඇත. මෙම ක්රියාවලිය CVD උපකරණවලින් වෙන් කළ නොහැක.
CVD උපකරණවල, උපස්ථරය ලෝහය මත කෙලින්ම තැබීමට හෝ එපිටැක්සියල් තැන්පත් කිරීම සඳහා පදනමක් මත තැබීමට නොහැකිය, මන්ද එයට වායු ප්රවාහය (තිරස්, සිරස්), උෂ්ණත්වය, පීඩනය, සවි කිරීම, දූෂක වැගිරීම සහ බලපෑම් සාධකවල අනෙකුත් අංශ ඇතුළත් වේ. එබැවින්, පදනමක් අවශ්ය වන අතර, පසුව උපස්ථරය තැටිය මත තබා, පසුව CVD තාක්ෂණය භාවිතයෙන් උපස්ථරය මත එපිටැක්සියල් තැන්පත් කිරීම සිදු කරනු ලබන අතර, මෙම පදනම SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනම (තැටිය ලෙසද හැඳින්වේ) වේ.
SiC ආලේපිත මිනිරන් භෂ්ම සාමාන්යයෙන් ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ (MOCVD) උපකරණවල තනි ස්ඵටික උපස්ථර සඳහා ආධාර කිරීමට සහ රත් කිරීමට භාවිතා කරයි. SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ තාප ස්ථායිතාව, තාප ඒකාකාරිත්වය සහ අනෙකුත් කාර්ය සාධන පරාමිතීන් එපිටැක්සියල් ද්රව්ය වර්ධනයේ ගුණාත්මකභාවය සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, එබැවින් එය MOCVD උපකරණවල මූලික ප්රධාන අංගය වේ.
නිල් LED වල GaN පටලවල එපිටැක්සියල් වර්ධනය සඳහා ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (MOCVD) ප්රධාන ධාරාවේ තාක්ෂණයයි. එහි සරල ක්රියාකාරිත්වය, පාලනය කළ හැකි වර්ධන වේගය සහ GaN පටලවල ඉහළ සංශුද්ධතාවය යන වාසි ඇත. MOCVD උපකරණවල ප්රතික්රියා කුටියේ වැදගත් අංගයක් ලෙස, GaN පටල එපිටැක්සියල් වර්ධනය සඳහා භාවිතා කරන දරණ පදනමට ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය, ඒකාකාර තාප සන්නායකතාවය, හොඳ රසායනික ස්ථායිතාව, ශක්තිමත් තාප කම්පන ප්රතිරෝධය යනාදී වාසි තිබිය යුතුය. ග්රැෆයිට් ද්රව්ය ඉහත කොන්දේසි සපුරාලිය හැකිය.
MOCVD උපකරණවල මූලික අංගයක් ලෙස, මිනිරන් පදනම උපස්ථරයේ වාහකය සහ තාපන ශරීරය වන අතර එය පටල ද්රව්යයේ ඒකාකාරිත්වය සහ සංශුද්ධතාවය සෘජුවම තීරණය කරයි, එබැවින් එහි ගුණාත්මකභාවය සෘජුවම එපිටැක්සියල් පත්රය සකස් කිරීමට බලපාන අතර ඒ සමඟම, භාවිතයන් ගණන වැඩිවීම සහ සේවා කොන්දේසි වෙනස් වීමත් සමඟ, එය පැළඳීමට ඉතා පහසුය, එය පරිභෝජන ද්රව්යවලට අයත් වේ.
මිනිරන් විශිෂ්ට තාප සන්නායකතාවක් සහ ස්ථායීතාවයක් තිබුණද, MOCVD උපකරණවල මූලික සංරචකයක් ලෙස එයට හොඳ වාසියක් ඇත, නමුත් නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී, මිනිරන් විඛාදන වායූන් සහ ලෝහමය කාබනික ද්රව්යවල අපද්රව්ය හේතුවෙන් කුඩු විඛාදනයට ලක් කරන අතර මිනිරන් පාදයේ සේවා කාලය බෙහෙවින් අඩු වනු ඇත. ඒ සමඟම, වැටෙන මිනිරන් කුඩු චිපයට දූෂණය වීමට හේතු වේ.
ආලේපන තාක්ෂණයේ මතුවීම මතුපිට කුඩු සවි කිරීම, තාප සන්නායකතාවය වැඩි දියුණු කිරීම සහ තාප ව්යාප්තිය සමාන කිරීම සැපයිය හැකි අතර එය මෙම ගැටළුව විසඳීමට ප්රධාන තාක්ෂණය බවට පත්ව ඇත. MOCVD උපකරණවල ග්රැෆයිට් පදනම පරිසරය භාවිතා කරයි, ග්රැෆයිට් පාදක මතුපිට ආලේපනය පහත ලක්ෂණ සපුරාලිය යුතුය:
(1) මිනිරන් පාදය සම්පූර්ණයෙන්ම ඔතා තැබිය හැකි අතර ඝනත්වය හොඳයි, එසේ නොමැතිනම් මිනිරන් පාදය විඛාදන වායුවේ පහසුවෙන් විඛාදනයට ලක් වේ.
(2) ග්රැෆයිට් පාදය සමඟ සංයෝජන ශක්තිය ඉහළ බැවින් ඉහළ උෂ්ණත්ව සහ අඩු උෂ්ණත්ව චක්ර කිහිපයකට පසු ආලේපනය පහසුවෙන් ගැලවී නොයන බව සහතික කෙරේ.
(3) අධික උෂ්ණත්වය සහ විඛාදන වායුගෝලය තුළ ආලේපන අසාර්ථක වීම වැළැක්වීම සඳහා එය හොඳ රසායනික ස්ථායිතාවයක් ඇත.
SiC හි විඛාදන ප්රතිරෝධය, ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, තාප කම්පන ප්රතිරෝධය සහ ඉහළ රසායනික ස්ථායිතාව යන වාසි ඇති අතර GaN එපිටැක්සියල් වායුගෝලයේ හොඳින් ක්රියා කළ හැකිය. මීට අමතරව, SiC හි තාප ප්රසාරණ සංගුණකය ග්රැෆයිට් වලට වඩා ඉතා සුළු වශයෙන් වෙනස් වේ, එබැවින් SiC යනු ග්රැෆයිට් පාදයේ මතුපිට ආලේපනය සඳහා වඩාත් කැමති ද්රව්යයයි.
වර්තමානයේ, පොදු SiC ප්රධාන වශයෙන් 3C, 4H සහ 6H වර්ග වන අතර, විවිධ ස්ඵටික වර්ගවල SiC භාවිතයන් වෙනස් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, 4H-SiC අධි බලැති උපාංග නිෂ්පාදනය කළ හැකිය; 6H-SiC වඩාත්ම ස්ථායී වන අතර ප්රකාශ විද්යුත් උපාංග නිෂ්පාදනය කළ හැකිය; GaN හා සමාන ව්යුහයක් නිසා, 3C-SiC GaN එපිටැක්සියල් ස්ථරය නිපදවීමට සහ SiC-GaN RF උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය. 3C-SiC සාමාන්යයෙන් β-SiC ලෙසද හැඳින්වෙන අතර, β-SiC හි වැදගත් භාවිතයක් වන්නේ පටල සහ ආලේපන ද්රව්යයක් ලෙසය, එබැවින් β-SiC වර්තමානයේ ආලේපනය සඳහා ප්රධාන ද්රව්යය වේ.
සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය සකස් කිරීමේ ක්රමය
වර්තමානයේ, SiC ආලේපනය සකස් කිරීමේ ක්රම අතරට ප්රධාන වශයෙන් ජෙල්-සෝල් ක්රමය, කාවැද්දීමේ ක්රමය, බුරුසු ආලේපන ක්රමය, ප්ලාස්මා ඉසින ක්රමය, රසායනික වායු ප්රතික්රියා ක්රමය (CVR) සහ රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ ක්රමය (CVD) ඇතුළත් වේ.
කාවැද්දීමේ ක්රමය:
මෙම ක්රමය ඉහළ උෂ්ණත්ව ඝන අවධි සින්ටර් කිරීමේ ක්රමයක් වන අතර, එය ප්රධාන වශයෙන් Si කුඩු සහ C කුඩු මිශ්රණය කාවැද්දීමේ කුඩු ලෙස භාවිතා කරයි, ග්රැෆයිට් අනුකෘතිය කාවැද්දීමේ කුඩු තුළ තබා ඇති අතර, ඉහළ උෂ්ණත්ව සින්ටර් කිරීම නිෂ්ක්රීය වායුවේ සිදු කරනු ලැබේ, අවසානයේ SiC ආලේපනය ග්රැෆයිට් අනුකෘතියේ මතුපිට ලබා ගනී. ක්රියාවලිය සරල වන අතර ආලේපනය සහ උපස්ථරය අතර සංයෝජනය හොඳයි, නමුත් ඝනකම දිශාව දිගේ ආලේපනයේ ඒකාකාරිත්වය දුර්වලයි, එය වැඩි සිදුරු නිපදවීමට පහසු වන අතර දුර්වල ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධයකට මග පාදයි.
බුරුසු ආලේපන ක්රමය:
බුරුසු ආලේපන ක්රමය ප්රධාන වශයෙන් ග්රැෆයිට් අනුකෘතියේ මතුපිට ඇති ද්රව අමුද්රව්ය බුරුසුවකින් ආලේප කර, පසුව අමුද්රව්ය නිශ්චිත උෂ්ණත්වයකදී සුව කර ආලේපනය සකස් කිරීමයි. ක්රියාවලිය සරල වන අතර පිරිවැය අඩුය, නමුත් බුරුසු ආලේපන ක්රමය මඟින් සකස් කරන ලද ආලේපනය උපස්ථරය සමඟ ඒකාබද්ධව දුර්වල වේ, ආලේපන ඒකාකාරිත්වය දුර්වල වේ, ආලේපනය තුනී වන අතර ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය අඩු වන අතර එයට සහාය වීමට වෙනත් ක්රම අවශ්ය වේ.
ප්ලාස්මා ඉසීමේ ක්රමය:
ප්ලාස්මා ඉසීමේ ක්රමය ප්රධාන වශයෙන් ග්රැෆයිට් අනුකෘතියේ මතුපිටට ප්ලාස්මා තුවක්කුවකින් උණු කළ හෝ අර්ධ වශයෙන් උණු කළ අමුද්රව්ය ඉසීමයි, පසුව ඝනීභවනය කර බන්ධනය කර ආලේපනයක් සාදයි. ක්රමය ක්රියාත්මක කිරීමට සරල වන අතර සාපේක්ෂව ඝන සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනයක් සකස් කළ හැකිය, නමුත් ක්රමය මඟින් සකස් කරන ලද සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය බොහෝ විට ඉතා දුර්වල වන අතර දුර්වල ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධයකට මග පාදයි, එබැවින් එය සාමාන්යයෙන් ආලේපනයේ ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා SiC සංයුක්ත ආලේපනය සකස් කිරීම සඳහා භාවිතා කරයි.
ජෙල්-සොල් ක්රමය:
ජෙල්-සොල් ක්රමය ප්රධාන වශයෙන් අනුකෘතියේ මතුපිට ආවරණය වන පරිදි ඒකාකාර සහ විනිවිද පෙනෙන සොල් ද්රාවණයක් සකස් කිරීම, ජෙල් බවට වියළීම සහ පසුව ආලේපනයක් ලබා ගැනීම සඳහා සින්ටර් කිරීම ය. මෙම ක්රමය ක්රියාත්මක කිරීමට සරල වන අතර පිරිවැය අඩුය, නමුත් නිපදවන ආලේපනයේ අඩු තාප කම්පන ප්රතිරෝධය සහ පහසු ඉරිතැලීම් වැනි අඩුපාඩු ඇති බැවින් එය බහුලව භාවිතා කළ නොහැක.
රසායනික වායු ප්රතික්රියාව (CVR) :
CVR ප්රධාන වශයෙන් SiC ආලේපනය ජනනය කරන්නේ Si සහ SiO2 කුඩු භාවිතා කර ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී SiO වාෂ්ප ජනනය කිරීමෙනි, සහ C ද්රව්ය උපස්ථරයේ මතුපිට රසායනික ප්රතික්රියා මාලාවක් සිදු වේ. මෙම ක්රමය මඟින් සකස් කරන ලද SiC ආලේපනය උපස්ථරයට සමීපව බැඳී ඇත, නමුත් ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය වැඩි වන අතර පිරිවැය වැඩි වේ.
රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD) :
වර්තමානයේ, උපස්ථර මතුපිට SiC ආලේපනය සකස් කිරීම සඳහා CVD ප්රධාන තාක්ෂණය වේ. ප්රධාන ක්රියාවලිය වන්නේ උපස්ථර මතුපිට වායු අවධි ප්රතික්රියාකාරක ද්රව්යවල භෞතික හා රසායනික ප්රතික්රියා මාලාවක් වන අතර අවසානයේ SiC ආලේපනය උපස්ථර මතුපිට තැන්පත් කිරීමෙන් සකස් කෙරේ. CVD තාක්ෂණය මගින් සකස් කරන ලද SiC ආලේපනය උපස්ථරයේ මතුපිටට සමීපව බන්ධනය වී ඇති අතර එමඟින් උපස්ථර ද්රව්යයේ ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය සහ ක්ෂය වීමේ ප්රතිරෝධය ඵලදායී ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය, නමුත් මෙම ක්රමයේ තැන්පත් වීමේ කාලය දිගු වන අතර ප්රතික්රියා වායුවේ යම් විෂ සහිත වායුවක් ඇත.
SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ වෙළඳපල තත්ත්වය
විදේශීය නිෂ්පාදකයින් මුල් අවධියේදී ආරම්භ කළ විට, ඔවුන්ට පැහැදිලි පෙරමුණක් සහ ඉහළ වෙළඳපල කොටසක් තිබුණි. ජාත්යන්තරව, SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ ප්රධාන සැපයුම්කරුවන් වන්නේ ලන්දේසි Xycard, ජර්මනිය SGL කාබන් (SGL), ජපානයේ Toyo කාබන්, එක්සත් ජනපද MEMC සහ අනෙකුත් සමාගම් වන අතර ඒවා මූලික වශයෙන් ජාත්යන්තර වෙළඳපොළ අල්ලාගෙන සිටිති. මිනිරන් අනුකෘතියේ මතුපිට SiC ආලේපනයේ ඒකාකාර වර්ධනයේ ප්රධාන මූලික තාක්ෂණය චීනය බිඳ දමා ඇතත්, උසස් තත්ත්වයේ මිනිරන් අනුකෘතිය තවමත් ජර්මානු SGL, ජපන් Toyo කාබන් සහ අනෙකුත් ව්යවසායන් මත රඳා පවතී, දේශීය ව්යවසායන් විසින් සපයනු ලබන මිනිරන් අනුකෘතිය තාප සන්නායකතාවය, ප්රත්යාස්ථතා මාපාංකය, දෘඩ මාපාංකය, දැලිස් දෝෂ සහ අනෙකුත් ගුණාත්මක ගැටළු හේතුවෙන් සේවා කාලයට බලපායි. MOCVD උපකරණවලට SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනම භාවිතා කිරීමේ අවශ්යතා සපුරාලිය නොහැක.
චීනයේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය වේගයෙන් සංවර්ධනය වෙමින් පවතින අතර, MOCVD එපිටැක්සියල් උපකරණ දේශීයකරණ අනුපාතය ක්රමයෙන් වැඩිවීම සහ අනෙකුත් ක්රියාවලි යෙදුම් පුළුල් වීමත් සමඟ, අනාගත SiC ආලේපිත මිනිරන් පාදක නිෂ්පාදන වෙළඳපොළ වේගයෙන් වර්ධනය වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. මූලික කර්මාන්ත ඇස්තමේන්තු වලට අනුව, ඉදිරි වසර කිහිපය තුළ දේශීය මිනිරන් පාදක වෙළඳපොළ යුවාන් මිලියන 500 ඉක්මවනු ඇත.
SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනම යනු සංයෝග අර්ධ සන්නායක කාර්මිකකරණ උපකරණවල මූලික අංගය වන අතර, එහි නිෂ්පාදනයේ සහ නිෂ්පාදනයේ ප්රධාන මූලික තාක්ෂණය ප්රගුණ කිරීම සහ සමස්ත අමුද්රව්ය-ක්රියාවලි-උපකරණ කර්මාන්ත දාමය දේශීයකරණය කිරීම චීනයේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ සංවර්ධනය සහතික කිරීම සඳහා විශාල උපායමාර්ගික වැදගත්කමක් දරයි.දේශීය SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ ක්ෂේත්රය වේගයෙන් වර්ධනය වෙමින් පවතින අතර, නිෂ්පාදන ගුණාත්මකභාවය ඉක්මනින් ජාත්යන්තර උසස් මට්ටමට ළඟා විය හැකිය.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූලි-24-2023