يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئېپىتاكسىيە ئۈچۈن يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئىسسىتقۇچ ئېرىتمىلىرى

MOCVD (مېتال-ئورگانىك خىمىيىلىك پار چۆكمىسى) ۋە SiC ئېپىتاكسىيال ئۆسۈش قاتارلىق يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ جەريانلاردا، ئىسسىقلىق مەيدانىنى كونترول قىلىش بىۋاسىتە پىلاستىنكا چۆكمىسىنىڭ قېلىنلىقىنىڭ بىردەكلىكى، قوشۇلما قويۇقلۇقى ۋە ئاخىرقى ۋافېر ئۈنۈمىنى بەلگىلەيدۇ. يادرولۇق ئىسسىقلىق مەيدانى تەركىبىي قىسمى سۈپىتىدە،يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئىسسىتقۇچيۇقىرى دەرىجىدە چىرىشچانلىق پەيدا قىلىدىغان گاز مۇھىتىدا 1600 سېلسىيە گرادۇستىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا مۇقىم ۋە ئۈزلۈكسىز ئىشلىشى كېرەك. بۇ ماقالە خېرىدارلارنىڭ ئەمەلىي قوللىنىشچان ئەھۋال تەتقىقاتى بىلەن مۇھىم مەھسۇلات بىلىملىرىنى بىرلەشتۈرۈپ، يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئىسسىتقۇچلارنىڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ۋافلى ئىشلەپچىقىرىشتىكى تېخنىكىلىق ئەۋزەللىكى، قۇرۇلما لايىھىسى ۋە مۇھىم رولىنى چوڭقۇر تەھلىل قىلىدۇ.

نېمە ئۈچۈن MOCVD سىستېمىسى ئۈچۈن يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئىسسىتقۇچنى تاللاش كېرەك؟

MOCVD ۋە GaN/SiC ئېپىتاكسىيەسى قاتارلىق مۇھىم جەريانلاردا، تېمپېراتۇرانىڭ ئىنتايىن تۆۋەن ئۆزگىرىشى (>2°C) بولسىمۇ، ئېپىتاكسىيە قەۋىتىدە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنىڭ ئۆزگىرىشى ياكى كىرىستال كەمتۈكلۈكلىرىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى (100–150 W/m·K) ۋە ئىنتايىن تۆۋەن ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى (CTE) ئارقىلىق، يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ماتېرىياللىرى پۈتۈن سېپتېتور ۋە ۋافېر يۈزىدە ئىسسىقلىقنى تەكشى ۋە تېز ئۆتكۈزىدۇ.

تېمپېراتۇرا مەيدانىنىڭ بىردەكلىكى ۋە كۆپ رايونلۇق كونترول

ئېپىتاكسىيە كامېراسىنىڭ گىرۋىكىدىكى ئىسسىقلىق رادىئاتسىيەسىنىڭ يوقىلىشىغا قارشى تۇرۇش ئۈچۈن، يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئىسسىتقۇچلىرى ئادەتتە كۆپ رايونلۇق مۇستەقىل تېمپېراتۇرا كونترول لايىھىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئىنچىكە قارشىلىق رايونلاشتۇرۇش تەڭشەشلىرى ئارقىلىق، ئىنژېنېرلار كامېرا ئېقىمى مەيدانىنىڭ ئىسسىقلىق يوقىلىشى خۇسۇسىيىتىگە ئاساسەن توك يولىنىڭ كېسىشمە كۆلىمى ۋە ئېلېكتر قارشىلىقىنى خاسلاشتۇرىدۇ. بۇ، ۋافلىنىڭ ئۆسۈش رايونىدىكى تېمپېراتۇرا مەيدانىنىڭ ئۆزگىرىشىنى قاتتىق ±1°C ئىچىدە ساقلايدۇ، بۇ دىسكىدىكى بارلىق ۋافلىلارنىڭ ئېلېكتر مۇقىملىقىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ.

كۈل مىقدارىنى كونترول قىلىش ۋە ئىنتايىن ساپ مۇھىت كاپالىتى

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئېپىتاكسىيە جەريانلىرى مېتال ئارىلاشمىلىرىغا ئالاھىدە سەزگۈر. ئۆلچەملىك سانائەت گرافىتىدا تۆمۈر (Fe)، نىكېل (Ni) ۋە مىس (Cu) قاتارلىق مىكرو مېتال ئېلېمېنتلىرى بار بولۇپ، ئۇلار يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئاسانلا ئۇچۇپ كېتىدۇ ۋە ئېپىتاكسىيە قەۋىتىگە تارقىلىپ، ئۈسكۈنىنىڭ بۇزۇلۇش توك بېسىمى ۋە توشۇغۇچىنىڭ ھەرىكەتچانلىقىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئىسسىتقۇچلىرى يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا خىلورلاشتۇرۇش ئارقىلىق تازىلاش جەريانلىرىدىن ئۆتۈپ، ئومۇمىي كۈل مىقدارىنى 5 ppm دىن تۆۋەن (يۇقىرى دەرىجىلىك يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىكلەر ئۈچۈن 2 ppm دىن تۆۋەن) قىلىپ، مەنبەدىكى ئىسسىقلىق مەيدانى ئارىلاشمىلىرىدىن ئېپىتاكسىيە ۋاپلىرىنىڭ ئۆزئارا بۇلغىنىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ.

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ۋافېر پىششىقلاپ ئىشلەشتىكى ئىلغار گرافىت قىزىتىش ئېلېمېنتلىرى

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ قىزىتىش ئېلېمېنتلىرى ئۆي تېمپېراتۇرىسىدىن مىڭلىغان سېلسىيە گرادۇسقىچە بولغان تېز قىزىتىش ۋە سوۋۇتۇش دەۋرىيلىكىنى باشتىن كەچۈرىدۇ. مېتال قىزىتىش سىملىرى (مەسىلەن، ۋولفرام ياكى مولىبدېن) يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا قايتا كىرىستاللىشىش، مۇرتقا بولۇش ياكى چۆكۈش خاھىشىغا ئىگە بولغاچقا، گرافىت ئۆزگىچە فىزىكىلىق خۇسۇسىيەتكە ئىگە: كۈچلۈكلۈك تېمپېراتۇرا بىلەن ئاشىدۇ.

يۇقىرى تېمپېراتۇرىدىكى مېخانىكىلىق كۈچ ۋە قۇرۇلما چارچاش قارشىلىقى

گرافىت ماتېرىياللىرىنىڭ سوزۇلۇش ۋە ئېگىلىش كۈچى تېمپېراتۇرا ئۆرلىگەنسىرى ئېشىپ، 2000 سېلسىيە گرادۇستىن 2500 سېلسىيە گرادۇسقىچە بولغان ئارىلىقتا ئەڭ يۇقىرى پەللىگە چىقىدۇ. بۇ ئالاھىدىلىك گرافىت ئىسسىتقۇچلىرىنىڭ كۈچلۈك ئىسسىقلىق رادىئاتسىيەسى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا ئىشلىتىش جەريانىدا مېخانىكىلىق چۆكۈش ياكى قۇرۇلما سۇنۇشنىڭ ئالدىنى ئېلىشىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ. نەتىجىدە، ئۇزۇن ئىشلىتىش دەۋرىيلىكىدە ئېلېكتر قارشىلىقىنىڭ مۇقىملىقى ساقلىنىپ، پىلانلانمىغان ئاسراش ۋاقتىنى زور دەرىجىدە ئازايتىدۇ.

ئېنىق 3D ئىشلەش ۋە مۇرەككەپ توك يولى لايىھەلىرى

زامانىۋى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ رېئاكتورلار ئىنتايىن زىچ بوشلۇق ئورۇنلاشتۇرۇشىنى تەلەپ قىلىدۇ. يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئالاھىدە ئىشلەش ئىقتىدارىغا ئىگە بولۇپ، يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى 5 ئوقلۇق CNC پىششىقلاپ ئىشلەش ئارقىلىق ئۈچ باسقۇچلۇق يىپلىق قۇرۇلمىلار، سېپىل قاتلانغان يوللار ۋە قوش سىپراللىق باسقۇچلۇق توك يوللىرى قاتارلىق مۇرەككەپ توك يولى شەكىللىرىگە ئايلاندۇرغىلى بولىدۇ. بۇ يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى گېئومېتىرىيەلىك قۇرۇلمىلار چەكلىك بوشلۇق ئىچىدە قىزىتىش يۈزى كۆلىمىنى ئەڭ چوڭ دەرىجىدە كېڭەيتىپ، تۆۋەن ئىندۇكتانس ئۈنۈمى بىلەن يۇقىرى قۇۋۋەت زىچلىقى چىقىرىشقا ئېرىشىدۇ.

SiC قاپلانغان گرافىت ئىسسىتقۇچلىرىنىڭ ئاساسلىق ئىقتىدار ئەۋزەللىكلىرى

يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ھىدروگېننى ئەسلىگە كەلتۈرۈش ئاتموسفېراسى ياكى خلور/فتور تەركىبلىك ئويۇش گازلىرى قاتارلىق قاتتىق ئىشلەپچىقىرىش مۇھىتىغا بەرداشلىق بېرىش ئۈچۈن، يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت ئاساسىنىڭ يۈزىگە زىچ كرېمنىي كاربىد قەۋىتى (CVD SiC قاپلاش) قويۇش كەسىپ ئۆلچىمىدىكى ھەل قىلىش چارىسىگە ئايلاندى.

ھىدروگېن ئويۇش قارشىلىقى ۋە نۆل زەررىچە تۆكۈلۈشى

SiC ۋە كرېمنىي ئېپىتاكسىيەسى جەريانىدا، يۇقىرى قويۇقلۇقتىكى H₂گاز يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا قاپلانمىغان گرافىتنى قاتتىق ئويۇۋېتىدۇ (ھىدروگېن ئويۇۋېتىش مېتان گازىنى ھاسىل قىلىدۇ)، بۇ گرافىت يۈزىنى بوش، ئاسان پارچىلىنىدىغان ۋە زەررىچە بۇلغىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. زىچ CVD SiC قاپلىمى گرافىت يۈزىدىكى مىكرو تۆشۈكلەرنى %100 پېچەتلەپ، گازنىڭ ئېروزىيەسىنى پۈتۈنلەي ئايرىپ، زەررىچە تۆكۈلمەيدىغان ئىنتايىن پاكىز بىر جەريان مۇھىتىنى يارىتىدۇ.

تاجاۋۇزچىلىق خاراكتېرلىك تاراتقۇلاردا چىداملىقلىق ۋە ئومۇمىي ئىگىدارلىق تەننەرخىنى (TCO) تۆۋەنلىتىش

HCl ۋە NH2 قاتارلىق يۇقىرى ئاكتىپ گازلارنى ئۆز ئىچىگە ئالغان رېئاكسىيە مۇھىتىدا₃، CVD SiC قاپلىمىلىرى يۇقىرى خىمىيىلىك ئىنېرتلىققا ئىگە. ئۇ پەقەت گرافىت ئاساسىنى چىرىشتىن ساقلاپلا قالماي، يەنە قىزىتىش ئېلېمېنتلىرىنىڭ ئالماشتۇرۇش دەۋرىيلىكىنى ئۇزارتىدۇ (ئادەتتە ئىشلىتىش ئۆمرىنى %200 تىن ئارتۇق ئۇزارتىدۇ). بۇ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ زاۋۇتىنىڭ ئومۇمىي ئىگىدارلىق تەننەرخى (TCO) ۋە ھەر بىر ۋاپېرنىڭ ئامورتىزاتسىيە تەننەرخىنى زور دەرىجىدە تۆۋەنلىتىدۇ.

تەتقىقات مىسالى: SiC ئېپىتاكسىيەسىدىكى ئىسسىقلىق بىردەكلىكى ۋە زەررىچە بۇلغىنىشىنى ھەل قىلىش

خېرىدارلارنىڭ ئاغرىق نۇقتىلىرى:گېرمانىيەدىكى داڭلىق 3-ئەۋلاد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئېپىتاكسىيە ئىشلەپچىقارغۇچىسى 6 دىيۇملۇق SiC ئېپىتاكسىيە ئۆسۈش جەريانىدا ئىككى مۇھىم توسالغۇغا دۇچ كەلدى (جەريان تېمپېراتۇرىسى 1650°C، H₂+ TCS ئاتموسفېراسى): بىرىنچى، ۋافېر گىرۋىكىدىكى ئېپىتاكسىيال قەۋەت قېلىنلىقىنىڭ ئۆزگىرىشى ±3.8% كە يېتىپ، گىرۋەك ئۈسكۈنىسىنىڭ ئىشلىمەسلىكىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى. ئىككىنچىدىن، ئەسلى OEM گرافىت قىزىتقۇچ پەقەت 120 سائەت ئىشلەتكەندىن كېيىنلا يۈزەكى ھىدروگېننىڭ قاتتىق ئويۇلۇشى ۋە تارقىلىشىنى كۆرسەتتى، بۇ رېئاكسىيە كامېراسىدا زەررىچىلەرنىڭ چۈشۈپ كېتىشىنى كەلتۈرۈپ چىقاردى - ئوتتۇرا ھېساب بىلەن سۈپەت كەمتۈكلۈك زىچلىق چېكىدىن 3 ھەسسە ئېشىپ كەتتى.

VET ئېنېرگىيە دىئاگنوزى ۋە خاسلاشتۇرۇلغان ھەل قىلىش چارىسى

VET ئېنېرگىيە ئىنژېنېرلىق گۇرۇپپىسى ئىشلىتىلگەندىن كېيىن، ئەسلى OEM ئىسسىتقۇچتا ئېلېكترو-تېرمىك ۋە سۇيۇقلۇق ئېقىمى بىرلەشتۈرۈلگەن سىمۇلياتسىيە ئېلىپ باردى. دىئاگنوز قويۇشتا، گىرۋەكلەردە قىزىتىش كۈچىنىڭ تولۇقلىنىشى يېتەرلىك ئەمەسلىكى ۋە يۈزەكى SiC قاپلىمىسىدا مىكرو تۆشۈكلەر / ئىسسىقلىق بېسىمى يېرىقلىرى بايقالغان (قاپلاش قېلىنلىقى پەقەت 60μm بولۇپ، يېپىشقاقلىقى ئاجىز). بۇنىڭغا قارىتا، VET ئېنېرگىيە شىركىتى نىشانلىق ئىنژېنېرلىق ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلىدى:

• ئىسسىقلىق مەيدانى قۇرۇلمىسىنى ئەلالاشتۇرۇش:3 رايونلۇق مۇستەقىل قارشىلىق كونترول لايىھىسىنى يولغا قويۇپ، يەرلىك توك زىچلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن گېئومېتىرىيەلىك قىزىتىش كېسىشمە يۈزىنى %8 قىسقارتىپ، گىرۋەككە يېقىن تارقىلىش رايونلىرىنى كېڭەيتتى.
• يۇقىرى ساپلىقتىكى ئاساسىي قەۋەتنى يېڭىلاش:كۈل مىقدارى <2 ppm بولغان يۇقىرى زىچلىقتىكى ئىزوتروپىك ئىزوستاتىك گرافىت تاللانغان بولۇپ، ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى (CTE) بىلەن SiC قاپلىمىسىنىڭ دەل ماس كېلىشىگە توغرا كېلىدۇ (CTE >98% ماس كېلىدۇ).
• CVD SiC جەريانىنى يېڭىلاش:CVD چۆكمە جەريانىنى كۈچەيتتى، يۈزەكى SiC قاپلاش قېلىنلىقىنى 150 ± 10 μm غا يەتكۈزدى، زىچ، تۆشۈكسىز دانچە قۇرۇلمىسى 1700°CH غا چىداملىق بولدى.₂سۇ چىقىرىش.

يولغا قويۇش نەتىجىلىرى ۋە خېرىدارلارغا يەتكۈزۈلگەن قىممەت

ئىشلەپچىقىرىش لىنىيىسىنى 30 كۈن ئۇدا تەكشۈرگەندىن كېيىن، خېرىدار ئىقتىدار جەھەتتە كۆرۈنەرلىك ياخشىلىنىشلارنى دوكلات قىلدى: تولۇق ۋافېر ئېپىتاكسىيال قېلىنلىقنىڭ بىردەكلىكى (3 مىللىمېتىرلىق گىرۋەكنى چىقىرىۋېتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ) ... دىن كۆرۈنەرلىك ياخشىلاندى.±3.8% دىن ±0.8% گىچەئىسسىتقۇچ ئۈزلۈكسىز ئىشلىدى400 سائەتتىن ئارتۇقھېچقانداق قاپلاش يېرىلىشى ياكى يۈزەكى تارقىلىش كۆرۈلمىدى؛ يەككە قېتىملىق كامېرا زەررىچە نۇقسانلىرى (>0.5μm) كۆرۈلدى%85 ئازايتىلدىبۇ بىۋاسىتە ھەر بىر ۋافېرنىڭ ئاساسلىق چىپ مەھسۇلاتىنى %12 ئاشۇردى ھەمدە يىللىق ئۈسكۈنىلەرنى ئاسراش چىقىمىنى تەخمىنەن ئازايتتى.85،000 ياۋرو.

كۆپ سورىلىدىغان سوئاللار