సెమీకండక్టర్ భాగాలు - SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్

SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్‌లను సాధారణంగా మెటల్-ఆర్గానిక్ కెమికల్ వేపర్ డిపాజిషన్ (MOCVD) పరికరాలలో సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు మద్దతు ఇవ్వడానికి మరియు వేడి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం, ఉష్ణ ఏకరూపత మరియు ఇతర పనితీరు పారామితులు ఎపిటాక్సియల్ పదార్థ పెరుగుదల నాణ్యతలో నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తాయి, కాబట్టి ఇది MOCVD పరికరాల యొక్క ప్రధాన కీలక భాగం.

వేఫర్ తయారీ ప్రక్రియలో, పరికరాల తయారీని సులభతరం చేయడానికి కొన్ని వేఫర్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ఎపిటాక్సియల్ పొరలను మరింతగా నిర్మిస్తారు. సాధారణ LED కాంతి-ఉద్గార పరికరాలు సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై GaAs యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పొరలను సిద్ధం చేయాలి; అధిక వోల్టేజ్, అధిక కరెంట్ మరియు ఇతర పవర్ అప్లికేషన్‌ల కోసం SBD, MOSFET మొదలైన పరికరాల నిర్మాణం కోసం SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరను వాహక SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌పై పెంచుతారు; కమ్యూనికేషన్ వంటి RF అప్లికేషన్‌ల కోసం HEMT మరియు ఇతర పరికరాలను మరింతగా నిర్మించడానికి GaN ఎపిటాక్సియల్ పొరను సెమీ-ఇన్సులేటెడ్ SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌పై నిర్మిస్తారు. ఈ ప్రక్రియ CVD పరికరాల నుండి విడదీయరానిది.

CVD పరికరాలలో, ఉపరితలాన్ని నేరుగా లోహంపై ఉంచలేము లేదా ఎపిటాక్సియల్ నిక్షేపణ కోసం ఒక బేస్‌పై ఉంచలేము, ఎందుకంటే ఇది వాయు ప్రవాహం (క్షితిజ సమాంతర, నిలువు), ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, స్థిరీకరణ, కాలుష్య కారకాల తొలగింపు మరియు ప్రభావ కారకాల యొక్క ఇతర అంశాలను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఒక బేస్‌ను ఉపయోగించడం అవసరం, ఆపై ఉపరితలాన్ని డిస్క్‌పై ఉంచడం, ఆపై ఉపరితలాన్ని SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్ (ట్రే అని కూడా పిలుస్తారు) అయిన ఉపరితలంపై ఎపిటాక్సియల్ నిక్షేపణకు CVD సాంకేతికతను ఉపయోగించడం అవసరం.

SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్‌లను సాధారణంగా మెటల్-ఆర్గానిక్ కెమికల్ వేపర్ డిపాజిషన్ (MOCVD) పరికరాలలో సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు మద్దతు ఇవ్వడానికి మరియు వేడి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం, ఉష్ణ ఏకరూపత మరియు ఇతర పనితీరు పారామితులు ఎపిటాక్సియల్ పదార్థ పెరుగుదల నాణ్యతలో నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తాయి, కాబట్టి ఇది MOCVD పరికరాల యొక్క ప్రధాన కీలక భాగం.

లోహ-సేంద్రీయ రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (MOCVD) అనేది నీలి LED లలో GaN ఫిల్మ్‌ల ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు ప్రధాన సాంకేతికత. ఇది సరళమైన ఆపరేషన్, నియంత్రించదగిన వృద్ధి రేటు మరియు GaN ఫిల్మ్‌ల యొక్క అధిక స్వచ్ఛత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. MOCVD పరికరాల ప్రతిచర్య గదిలో ముఖ్యమైన భాగంగా, GaN ఫిల్మ్ ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు ఉపయోగించే బేరింగ్ బేస్ అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, ఏకరీతి ఉష్ణ వాహకత, మంచి రసాయన స్థిరత్వం, బలమైన ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మొదలైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉండాలి. గ్రాఫైట్ పదార్థం పైన పేర్కొన్న పరిస్థితులను తీర్చగలదు.

MOCVD పరికరాల యొక్క ప్రధాన భాగాలలో ఒకటిగా, గ్రాఫైట్ బేస్ అనేది సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క క్యారియర్ మరియు హీటింగ్ బాడీ, ఇది ఫిల్మ్ మెటీరియల్ యొక్క ఏకరూపత మరియు స్వచ్ఛతను నేరుగా నిర్ణయిస్తుంది, కాబట్టి దాని నాణ్యత ఎపిటాక్సియల్ షీట్ తయారీని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు అదే సమయంలో, ఉపయోగాల సంఖ్య పెరుగుదల మరియు పని పరిస్థితుల మార్పుతో, దీనిని ధరించడం చాలా సులభం, ఇది వినియోగ వస్తువులకు చెందినది.

గ్రాఫైట్ అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత మరియు స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, MOCVD పరికరాలలో మూల భాగంగా ఇది మంచి ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది, కానీ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో, తినివేయు వాయువులు మరియు లోహ జీవుల అవశేషాల కారణంగా గ్రాఫైట్ పొడిని తుప్పు పట్టిస్తుంది మరియు గ్రాఫైట్ బేస్ యొక్క సేవా జీవితం బాగా తగ్గుతుంది. అదే సమయంలో, పడిపోతున్న గ్రాఫైట్ పౌడర్ చిప్‌కు కాలుష్యాన్ని కలిగిస్తుంది.

పూత సాంకేతికత ఆవిర్భావం ఉపరితల పొడి స్థిరీకరణను అందించగలదు, ఉష్ణ వాహకతను పెంచుతుంది మరియు ఉష్ణ పంపిణీని సమం చేస్తుంది, ఇది ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి ప్రధాన సాంకేతికతగా మారింది. MOCVD పరికరాలలో గ్రాఫైట్ బేస్ పర్యావరణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, గ్రాఫైట్ బేస్ ఉపరితల పూత క్రింది లక్షణాలను కలిగి ఉండాలి:

(1) గ్రాఫైట్ బేస్‌ను పూర్తిగా చుట్టవచ్చు మరియు సాంద్రత బాగా ఉంటుంది, లేకుంటే గ్రాఫైట్ బేస్‌ను తినివేయు వాయువులో సులభంగా తుప్పు పట్టవచ్చు.

(2) గ్రాఫైట్ బేస్‌తో కలయిక బలం ఎక్కువగా ఉంటుంది, తద్వారా అనేక అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత చక్రాల తర్వాత పూత సులభంగా రాలిపోదు.

(3) అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు తినివేయు వాతావరణంలో పూత వైఫల్యాన్ని నివారించడానికి ఇది మంచి రసాయన స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

SiC తుప్పు నిరోధకత, అధిక ఉష్ణ వాహకత, ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మరియు అధిక రసాయన స్థిరత్వం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు GaN ఎపిటాక్సియల్ వాతావరణంలో బాగా పనిచేయగలదు. అదనంగా, SiC యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం గ్రాఫైట్ నుండి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి గ్రాఫైట్ బేస్ యొక్క ఉపరితల పూతకు SiC ప్రాధాన్యత కలిగిన పదార్థం.

ప్రస్తుతం, సాధారణ SiC ప్రధానంగా 3C, 4H మరియు 6H రకాలు, మరియు వివిధ క్రిస్టల్ రకాల SiC ఉపయోగాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, 4H-SiC అధిక-శక్తి పరికరాలను తయారు చేయగలదు; 6H-SiC అత్యంత స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలను తయారు చేయగలదు; GaN కు సమానమైన నిర్మాణం కారణంగా, 3C-SiC ను GaN ఎపిటాక్సియల్ పొరను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు SiC-GaN RF పరికరాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. 3C-SiC ను సాధారణంగా β-SiC అని కూడా పిలుస్తారు మరియు β-SiC యొక్క ముఖ్యమైన ఉపయోగం ఫిల్మ్ మరియు పూత పదార్థంగా ఉంటుంది, కాబట్టి β-SiC ప్రస్తుతం పూతకు ప్రధాన పదార్థం.