குறைக்கடத்தி பாகங்கள் – SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் அடித்தளம்

உலோக-கரிம வேதியியல் ஆவிப் படிவு (MOCVD) உபகரணங்களில், ஒற்றைப் படிக அடிமூலக்கூறுகளைத் தாங்குவதற்கும் வெப்பப்படுத்துவதற்கும் SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் தளங்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் தளத்தின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, வெப்பச் சீரான தன்மை மற்றும் பிற செயல்திறன் அளவுருக்கள், படிகவளர்ச்சிப் பொருளின் வளர்ச்சியின் தரத்தில் ஒரு தீர்க்கமான பங்கை வகிக்கின்றன, எனவே இது MOCVD உபகரணங்களின் மைய முக்கிய அங்கமாகும்.

வேஃபர் உற்பத்திச் செயல்பாட்டில், சாதனங்களின் உற்பத்தியை எளிதாக்குவதற்காக, சில வேஃபர் அடி மூலக்கூறுகளின் மீது எபிடெக்சியல் அடுக்குகள் மேலும் கட்டமைக்கப்படுகின்றன. வழக்கமான LED ஒளி உமிழும் சாதனங்களுக்கு, சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறுகளின் மீது GaAs எபிடெக்சியல் அடுக்குகளைத் தயாரிக்க வேண்டும்; உயர் மின்னழுத்தம், உயர் மின்னோட்டம் மற்றும் பிற ஆற்றல் பயன்பாடுகளுக்கான SBD, MOSFET போன்ற சாதனங்களைக் கட்டமைக்க, கடத்தும் தன்மையுள்ள SiC அடி மூலக்கூறின் மீது SiC எபிடெக்சியல் அடுக்கு வளர்க்கப்படுகிறது; தகவல் தொடர்பு போன்ற RF பயன்பாடுகளுக்கான HEMT மற்றும் பிற சாதனங்களை மேலும் கட்டமைக்க, பகுதி-காப்பிடப்பட்ட SiC அடி மூலக்கூறின் மீது GaN எபிடெக்சியல் அடுக்கு கட்டமைக்கப்படுகிறது. இந்தச் செயல்முறை CVD உபகரணங்களிலிருந்து பிரிக்க முடியாதது.

CVD உபகரணத்தில், அடி மூலக்கூறை நேரடியாக உலோகத்தின் மீது வைக்கவோ அல்லது எபிடெக்சியல் படிவுக்காக ஒரு அடித்தளத்தின் மீது வெறுமனே வைக்கவோ முடியாது. ஏனெனில், இதில் வாயு ஓட்டம் (கிடைமட்ட, செங்குத்து), வெப்பநிலை, அழுத்தம், நிலைநிறுத்தம், மாசுபடுத்திகள் உதிர்தல் மற்றும் பிற காரணிகளின் தாக்கம் உள்ளது. எனவே, ஒரு அடித்தளத்தைப் பயன்படுத்தி, அதன் மீது அடி மூலக்கூறை வைத்து, பின்னர் CVD தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி அந்த அடி மூலக்கூறின் மீது எபிடெக்சியல் படிவு செய்ய வேண்டியது அவசியமாகிறது. இந்த அடி மூலக்கூறு என்பது SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் அடித்தளம் (தட்டு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) ஆகும்.

உலோக-கரிம வேதியியல் ஆவிப் படிவு (MOCVD) உபகரணங்களில், ஒற்றைப் படிக அடிமூலக்கூறுகளைத் தாங்குவதற்கும் வெப்பப்படுத்துவதற்கும் SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் தளங்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. SiC பூசப்பட்ட கிராஃபைட் தளத்தின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, வெப்பச் சீரான தன்மை மற்றும் பிற செயல்திறன் அளவுருக்கள், படிகவளர்ச்சிப் பொருளின் வளர்ச்சியின் தரத்தில் ஒரு தீர்க்கமான பங்கை வகிக்கின்றன, எனவே இது MOCVD உபகரணங்களின் மைய முக்கிய அங்கமாகும்.

நீல நிற LED-களில் GaN படலங்களின் புறவளர்ச்சிக்கு, உலோக-கரிம வேதியியல் ஆவிப் படிவு (MOCVD) ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்பமாகும். இது எளிமையான செயல்பாடு, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் GaN படலங்களின் உயர் தூய்மை போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. MOCVD உபகரணத்தின் வினை அறையில் ஒரு முக்கிய அங்கமாக, GaN படலப் புறவளர்ச்சிக்குப் பயன்படுத்தப்படும் தாங்குதளமானது, உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, சீரான வெப்பக் கடத்துத்திறன், நல்ல வேதியியல் நிலைத்தன்மை, வலுவான வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். கிராஃபைட் பொருளால் மேற்கண்ட நிபந்தனைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.

MOCVD உபகரணங்களின் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்றாக, கிராஃபைட் அடித்தளமானது அடி மூலப்பொருளின் தாங்கியாகவும் வெப்பமூட்டும் பொருளாகவும் செயல்படுகிறது. இது படலப் பொருளின் சீரான தன்மையையும் தூய்மையையும் நேரடியாகத் தீர்மானிக்கிறது, எனவே அதன் தரம் எபிடெக்சியல் தாளின் தயாரிப்பை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது. அதே நேரத்தில், பயன்பாடுகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிப்பதாலும், வேலைச் சூழல்கள் மாறுவதாலும், இது மிக எளிதாகத் தேய்ந்துபோகும் தன்மை கொண்டிருப்பதால், இது நுகர்வுப் பொருட்களின் வகையைச் சேர்ந்தது.

கிராஃபைட் சிறந்த வெப்பக் கடத்துத்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையைக் கொண்டிருந்தாலும், MOCVD உபகரணங்களின் அடிப்படைக் கூறாக அது ஒரு நல்ல நன்மையைக் கொண்டுள்ளது. ஆனால், உற்பத்திச் செயல்பாட்டின் போது, ​​அரிக்கும் வாயுக்கள் மற்றும் உலோகக் கரிமப் பொருட்களின் எச்சங்களால் கிராஃபைட் தூளானது அரிக்கப்பட்டு, கிராஃபைட் அடித்தளத்தின் சேவை ஆயுள் பெருமளவில் குறைந்துவிடும். அதே நேரத்தில், கீழே விழும் கிராஃபைட் தூளானது சில்லுகளுக்கு மாசுபாட்டை ஏற்படுத்தும்.

பூச்சுத் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியானது, மேற்பரப்பில் தூளை நிலைநிறுத்தவும், வெப்பக் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்தவும், வெப்பப் பரவலைச் சமப்படுத்தவும் உதவுவதால், இந்தப் பிரச்சனையைத் தீர்ப்பதற்கான முக்கியத் தொழில்நுட்பமாக இது உருவெடுத்துள்ளது. MOCVD உபகரணப் பயன்பாட்டுச் சூழலில் உள்ள கிராஃபைட் தளத்தின் மேற்பரப்புப் பூச்சானது, பின்வரும் பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்:

(1) கிராஃபைட் அடித்தளத்தை முழுமையாக மூட முடியும், மேலும் அடர்த்தி நன்றாக உள்ளது, இல்லையெனில் கிராஃபைட் அடித்தளம் அரிக்கும் வாயுவில் எளிதில் அரிக்கப்படும்.

(2) கிராஃபைட் அடித்தளத்துடனான கூட்டு வலிமை அதிகமாக இருப்பதால், பல உயர் வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் பூச்சு எளிதில் உதிர்ந்து போகாது என்பதை உறுதி செய்கிறது.

(3) அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அரிக்கும் சூழலில் பூச்சு செயலிழப்பைத் தவிர்க்க இது நல்ல இரசாயன நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.

SiC ஆனது அரிப்பு எதிர்ப்பு, உயர் வெப்பக் கடத்துத்திறன், வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு மற்றும் உயர் வேதியியல் நிலைத்தன்மை போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது GaN எபிடெக்சியல் சூழலில் சிறப்பாகச் செயல்படக்கூடியது. கூடுதலாக, SiC-இன் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் கிராஃபைட்டின் குணகத்திலிருந்து மிகக் குறைவாகவே வேறுபடுகிறது, எனவே கிராஃபைட் அடித்தளத்தின் மேற்பரப்புப் பூச்சுக்கு SiC விரும்பப்படும் பொருளாக உள்ளது.

தற்போது, ​​பொதுவான SiC முக்கியமாக 3C, 4H மற்றும் 6H வகைகளாக உள்ளன, மேலும் வெவ்வேறு படிக வகைகளின் SiC பயன்பாடுகள் வேறுபடுகின்றன. உதாரணமாக, 4H-SiC அதிக சக்தி வாய்ந்த சாதனங்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது; 6H-SiC மிகவும் நிலையானது மற்றும் ஒளிமின்னியல் சாதனங்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது; GaN-ஐப் போன்ற அதன் கட்டமைப்பின் காரணமாக, 3C-SiC-ஐப் பயன்படுத்தி GaN எபிடெக்சியல் அடுக்கை உருவாக்கவும், SiC-GaN RF சாதனங்களைத் தயாரிக்கவும் முடியும். 3C-SiC பொதுவாக β-SiC என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் β-SiC-இன் ஒரு முக்கியப் பயன்பாடு படலம் மற்றும் பூச்சுப் பொருளாகும், எனவே β-SiC தற்போது பூச்சுக்கான முக்கியப் பொருளாக உள்ளது.