Grafitiň ýarymgeçiriji proseslerde nähili ulanylyşlary bar?

Ýarymgeçirijileriň önümçiligi örän takyk we örän çylşyrymly gurşawlaryň kesişýän ýerinde işleýär. Epitaksiýa, kristallaryň ösmegi we ýokary temperaturada ýumşatmak ýaly prosesler yzygiderli 1000°C-den geçýär, bu ýerde hatda kiçi termal üýtgeşiklikler hem plýonkanyň galyňlygynda, garyndylaryň paýlanyşynda we ahyrsoňy enjamyň iş netijeliliginde ölçelip bilinýän üýtgeşikliklere öwrülip biler. Bu babatda durnukly we gaýtalanýan termal gurşawlary üpjün edýän materiallar kömekçi däl-de, olar esas bolup durýar.

Bu materiallaryň arasynda,grafit keçeösen ýarymgeçiriji proseslerde ýylylyk dolandyryşynyň möhüm mümkinçiligi hökmünde ýüze çykdy. Köplenç grafit izolýasiýa ulgamlary, esasanam ýylylyk izolýasiýa üçin ýokary arassa grafit keçesi, prosesiň durnuklylygyny saklamakda, önümçiligi ýokarlandyrmakda we SiC we GaN ýaly giň zolakly ýarymgeçirijilere geçmegi goldamakda aýgytly rol oýnaýar.

Grafit keçesiniň material tebigaty

Käwagt şeýle diýilýär: grafit keçesiuglerod süýümli keçe, ýokary arassalyga we gurluş durnuklylygyna ýetmek üçin ýylylyk bilen işlenen, çylşyrymlaşan uglerod süýümlerinden düzülen gözenekli, ýeňil materialdyr. Gaýtadan işlemek usullaryna baglylykda, ol ýumşak izolýasiýa keçesi hökmünde hödürlenip bilner,berk grafit keçesiýa-da grafitli gaty keçe, her biri belli bir termal we mehaniki talaplar üçin taýýarlanyldy.

Grafit izolýasiýa keýpini adaty izolýasiýa materiallaryndan tapawutlandyrýan zat, onuň özboluşly häsiýetleriniň utgaşmasydyr. Ol örän pes ýylylyk geçirijiligini görkezýär, bu bolsa hatda örän ýokary temperaturaly gurşawlarda hem ýylylygy netijeli saklamaga mümkinçilik berýär. Şol bir wagtyň özünde, ol inert ýa-da peseldýän atmosferalarda 2000°C-den ýokary temperaturada gurluş bitewüligini saklaýar. Onuň himiki inertligi we pes garyndy derejesi, esasanam ýarymgeçiriji derejeli materiallarda, öňki önümçilik proseslerinde örän möhüm bolan minimal hapalanma töwekgelçiligini üpjün edýär.

Ösen ulgamlarda, ýylylyk izolýasiýasy üçin ýokary arassa grafit keçesi metal garyndylaryny ppm ýa-da hatda ppm-den aşak derejä çenli azaltmak üçin has-da kämilleşdirilýär. Bu arassalyk derejesi häzirki zaman ýarymgeçiriji zawodlarynyň, esasanam birleşen ýarymgeçirijileri öz içine alýan proseslerde, berk hapalanma gözegçiligi talaplaryna laýyk gelýär.

Esasy ýarymgeçiriji proseslerinde ulanylyşlar

Grafit keçesiniň iň möhüm ulanylyşy, ýokary temperatura prosesleriniň giň geriminde termal meýdanlary döretmek we durnuklaşdyrmak ukybyndadyr. Epitaksial ösüşde, kremniý, kremniý karbidi ýa-da galliý nitridi üçin bolsun, plastinkanyň ýüzünde deň temperatura paýlanyşyny saklamak möhümdir. Grafit keçesi, adatça, reaktora izolýasiýa gatlagy hökmünde goşulýar, gyzdyryjy elementleriň daşyna saralýar ýa-da datçikleriň arkasynda ýerleşdirilýär. Radial we ok boýunça temperatura gradientlerini azaltmak arkaly, ol enjamyň işine we hasyllylygyna gönüden-göni täsir edip, yzygiderli ösüş tizligini we deň material häsiýetlerini üpjün edýär.

Kremniý karbidi epitaksiýasynda, proses temperaturasynyň 1600°C-a golaýlap bilýän ýerinde, grafit izolýasiýa fetri möhüm bolup galýar. Onuň roly ýönekeý izolýasiýadan has giňeýär; ol reaktoryň içinde termal profili işjeň şekillendirýär, bug fazasynyň reaksiýalarynyň durnuklylygyny üpjün edýär we waflilere termal stres derejesini azaldýar. Şeýle gözegçilik bolmasa, galyňlygyň deň dälligi, wafliniň egriligi we kemçilikleriň emele gelmegi ýaly meseleler has aýdyňlaşýar.

Kristal ösüş prosesleri grafit keçesiniň strategik ähmiýetini has-da nygtaýar. SiC üçin fiziki bug daşamak (PVT) ýa-da kremniý üçin Çozhralski prosesi ýaly usullarda ösüş kamerasynyň içindäki termal gradient kristalyň hilini kesgitleýär. Bu ýerde, gözegçilik edilýän izolýasiýa zolaklaryny döretmek üçin köplenç berk grafit keçesi ýa-da grafit berk keçesi ulanylýar. Keçe dykyzlygyny, galyňlygyny we konfigurasiýasyny sazlamak arkaly inženerler ýylylyk akymyny inçe sazlap, şeýdip kristalyň ösüş tizligine, kemçilik dykyzlygyna we umumy bule hiline täsir edip bilerler. SiC kristalynyň ösüşinde şeýle termal dolandyryş mikrotrubalaryň we dislokasiýalaryň azalmagy bilen gönüden-göni baglanyşyklydyr.

Grafit keçesişeýle hem himiki bug çökündisi (HBÇ) we metal-organik himiki bug çökündisi (MOCVD) ulgamlarynda goldaw beriji, ýöne möhüm rol oýnaýar. Grafit izolýasiýasy duýulýan ýaly, ol reaktoryň içinde durnukly termal gurşawy saklamaga kömek edýär, ýylylyk ýitgisini azaldýar we sowuk diwar täsirlerini azaldýar. Bu, esasanam uly möçberli önümçilik gurşawlarynda çökündiniň birmeňzeşligini we prosesiň gaýtalanmagyny gowulandyrmaga goşant goşýar.

Ýokary temperaturada ýumşatmak we diffuziýa proseslerinde, esasanam giň zolakly ýarymgeçirijiler bilen baglanyşykly proseslerde, grafit keçesi energiýa netijeliligine we termal durnuklylygyna goşant goşýar. Ýylylygyň ýaýramagyny azaltmak arkaly, ol peçlere pes energiýa sarp edilişi bilen yzygiderli temperaturany saklamaga, şeýle hem proses böleklerine termal sikl stresini azaltmaga mümkinçilik berýär.

Plastinka öndürmekden başga-da, grafit keçesi materiallary gaýtadan işlemekde, şol sanda poroşok bişirmekde, keramika öndürmekde we grafit böleklerini arassalamakda giňden ulanylýar. Bu prosesler, ýarymgeçiriji fabrikasynda hemişe görünmese-de, ösen enjam önümçiliginiň esasynda durýan ýokary öndürijilikli materiallary öndürmek üçin möhümdir.

Meýiller: Ýokary arassalyga we funksional integrasiýa tarap

Ýarymgeçirijiler senagaty has talap ediji ulanylyşlara tarap ösýärkä, esasanam elektrik awtoulaglarynda, gaýtadan dikeldilýän energiýa çeşmelerinde we ýokary ýygylykly elektronikada, ýylylyk dolandyryş materiallaryna goýulýan talaplar barha berkleşýär. Bu meýil, has ýokary iş temperaturalary we has berk proses penjireleri ýokary izolýasiýa görkezijilerini talap edýän SiC we GaN tehnologiýalarynyň çalt ornaşdyrylmagynda has aýdyň görünýär.

Iň möhüm ösüşleriň biri örän ýokary arassa materiallara gönükdirilendir. Ýylylyk izolýasiýasy üçin ýokary arassa grafit keçesi, indiki nesil fabrikalaryň hapalanma standartlaryna laýyk gelmek üçin has pes hapaçylyk derejeleri bilen işlenip düzülýär. Şol bir wagtyň özünde, berk grafit keçesi we grafit berk keçesi ýaly gurluş täzelikleri has takyk ýylylyk meýdanyny dolandyrmaga we hyzmat ömrüni uzaltmaga mümkinçilik berýär.

Başga bir möhüm ugur, kremniý karbidi (SiC) ýaly gorag örtükleriniň grafit keçe ýüzlerine ornaşdyrylmagydyr. Bu örtükler oksidlenme garşylygyny ýokarlandyrýar, bölejikleriň döremegini azaldýar we iş dowamlylygyny uzaldýar, uglerod esasly izolýasiýa materiallarynyň däp bolan käbir çäklendirmelerini aradan aýyrýar.

Öňe seredip,grafit keçepassiw izolýasiýa serişdesinden ýarymgeçiriji enjamlaryň dizaýnynyň has işjeň inženerçilik edilen bölegine öwrülmegine garaşylýar. Ösen materiallary gaýtadan işlemek we özleşdirmek arkaly, ol pudagyň has ýokary netijelilige, has ygtybarlylyga we has berk proses gözegçiligine ymtylmagyny goldamagyny dowam etdirer.