SiC-coated graphite susceptor ແມ່ນຫຍັງ?

ຮູບ 1.SiC-coated graphite susceptor

1. ຊັ້ນ Epitaxial ແລະອຸປະກອນຂອງມັນ

ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຜະລິດ wafer, ພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງສ້າງຊັ້ນ epitaxial ຕື່ມອີກໃນບາງຊັ້ນຍ່ອຍຂອງ wafer ເພື່ອຄວາມສະດວກໃນການຜະລິດອຸປະກອນ. Epitaxy ຫມາຍເຖິງຂະບວນການຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນໃຫມ່ໃນ substrate ໄປເຊຍກັນດຽວທີ່ໄດ້ຮັບການປຸງແຕ່ງຢ່າງລະມັດລະວັງດ້ວຍການຕັດ, ການຂັດ, ແລະຂັດ. ໄປເຊຍກັນໃຫມ່ສາມາດເປັນວັດສະດຸດຽວກັນກັບ substrate, ຫຼືວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (homoepitaxial ຫຼື heteroepitaxial). ນັບຕັ້ງແຕ່ຊັ້ນໄປເຊຍກັນໃຫມ່ຈະເລີນເຕີບໂຕຕາມໄລຍະຂອງຜລຶກຊັ້ນໃຕ້ດິນ, ມັນຖືກເອີ້ນວ່າຊັ້ນ epitaxial, ແລະການຜະລິດອຸປະກອນແມ່ນດໍາເນີນຢູ່ໃນຊັ້ນ epitaxial. 

ຕົວຢ່າງ, ກGaA ເປັນ epitaxialຊັ້ນແມ່ນກະກຽມຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍຂອງຊິລິໂຄນສໍາລັບອຸປະກອນແສງສະຫວ່າງ LED; ກSiC epitaxialຊັ້ນແມ່ນປູກຢູ່ໃນ substrate SiC conductive ສໍາລັບການກໍ່ສ້າງຂອງ SBD, MOSFET ແລະອຸປະກອນອື່ນໆໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພະລັງງານ; ຊັ້ນ epitaxial GaN ແມ່ນການກໍ່ສ້າງຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ SiC ເຄິ່ງ insulating ເພື່ອຜະລິດອຸປະກອນເພີ່ມເຕີມເຊັ່ນ HEMT ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຄວາມຖີ່ວິທະຍຸເຊັ່ນການສື່ສານ. ຕົວກໍານົດການເຊັ່ນ: ຄວາມຫນາຂອງວັດສະດຸ SiC epitaxial ແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງບັນທຸກພື້ນຖານກໍານົດໂດຍກົງຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າຕ່າງໆຂອງອຸປະກອນ SiC. ໃນຂະບວນການນີ້, ພວກເຮົາບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ໂດຍບໍ່ມີການປ່ອຍອາຍພິດສານເຄມີ (CVD) ອຸປະກອນ.

ຮູບທີ 2. ຮູບແບບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ Epitaxial

2. ຄວາມສໍາຄັນຂອງ SiC coated graphite susceptor ໃນອຸປະກອນ CVD

ໃນອຸປະກອນ CVD, ພວກເຮົາບໍ່ສາມາດວາງ substrate ໂດຍກົງໃສ່ໂລຫະຫຼືພຽງແຕ່ຢູ່ເທິງພື້ນຖານສໍາລັບການຊຶມເຊື້ອ epitaxial, ເນື່ອງຈາກວ່າມັນປະກອບດ້ວຍປັດໃຈຈໍານວນຫຼາຍເຊັ່ນ: ທິດທາງການໄຫຼຂອງອາຍແກັສ (ແນວນອນ, ແນວຕັ້ງ), ອຸນຫະພູມ, ຄວາມກົດດັນ, ການສ້ອມແຊມແລະການປົນເປື້ອນ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງໃຊ້ susceptor (ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ wafer) ເພື່ອວາງຊັ້ນໃຕ້ດິນໃສ່ຖາດແລະນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ CVD ເພື່ອປະຕິບັດການຊຶມເຊື້ອ epitaxial ໃສ່ມັນ. susceptor ນີ້ແມ່ນ susceptor graphite ເຄືອບ SiC (ຍັງເອີ້ນວ່າຖາດ).

2.1 ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ SiC coated graphite susceptor ໃນອຸປະກອນ MOCVD

ຕົວອ່ອນ graphite ເຄືອບ SiC ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​ປ່ອຍ​ອາຍ​ພິດ​ທາງ​ເຄ​ມີ​ຂອງ​ໂລ​ຫະ (MOCVD​)​ສະຫນັບສະຫນູນແລະໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ substrates ໄປເຊຍກັນດຽວ. ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງ susceptor ນີ້ແມ່ນສໍາຄັນຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງວັດສະດຸ epitaxial, ສະນັ້ນມັນຖືວ່າເປັນອົງປະກອບຫຼັກທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ໃນອຸປະກອນ MOCVD. ເທກໂນໂລຍີການປ່ອຍອາຍພິດສານເຄມີອິນຊີໂລຫະ (MOCVD) ປະຈຸບັນຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial ຂອງຮູບເງົາບາງໆ GaN ໃນ LEDs ສີຟ້າເນື່ອງຈາກວ່າມັນມີຂໍ້ດີຂອງການດໍາເນີນງານງ່າຍດາຍ, ອັດຕາການເຕີບໂຕທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ແລະຄວາມບໍລິສຸດສູງ.

ເປັນຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບຫຼັກໃນອຸປະກອນ MOCVD, Vetek semiconductor graphite susceptor ແມ່ນຮັບຜິດຊອບສໍາລັບການສະຫນັບສະຫນູນແລະການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ substrates ໄປເຊຍກັນ, ເຊິ່ງມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມເປັນເອກະພາບແລະຄວາມບໍລິສຸດຂອງວັດສະດຸຟິມບາງ, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບຄຸນນະພາບການກະກຽມຂອງ wafers epitaxial. ເມື່ອຈໍານວນຂອງການນໍາໃຊ້ເພີ່ມຂຶ້ນແລະສະພາບແວດລ້ອມການເຮັດວຽກມີການປ່ຽນແປງ, susceptor graphite ມັກຈະສວມໃສ່ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຖືກຈັດປະເພດເປັນເຄື່ອງບໍລິໂພກ.

2.2. ລັກສະນະຂອງ SIC coated graphite susceptor

ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸປະກອນ MOCVD, ການເຄືອບທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບ graphite susceptor ຕ້ອງມີຄຸນລັກສະນະສະເພາະເພື່ອຕອບສະຫນອງມາດຕະຖານດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

✔ ປົກຄຸມໄດ້ດີ: ການເຄືອບ SiC ຈະຕ້ອງກວມເອົາ susceptor ຢ່າງສົມບູນແລະມີຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມເສຍຫາຍໃນສະພາບແວດລ້ອມອາຍແກັສ corrosive.

✔ ຄວາມແໜ້ນໜາສູງ: ການເຄືອບຄວນຈະຕິດແຫນ້ນກັບ susceptor ແລະບໍ່ງ່າຍທີ່ຈະຕົກລົງຫຼັງຈາກວົງຈອນອຸນຫະພູມສູງແລະອຸນຫະພູມຕ່ໍາຫຼາຍ.

✔ ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງເຄມີທີ່ດີ: ການເຄືອບຕ້ອງມີສະຖຽນລະພາບທາງເຄມີທີ່ດີເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການລົ້ມເຫຼວໃນອຸນຫະພູມສູງແລະບັນຍາກາດ corrosive.

2.3 ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກແລະສິ່ງທ້າທາຍໃນການຈັບຄູ່ວັດສະດຸ graphite ແລະ ຊິລິຄອນຄາໄບ

Silicon carbide (SiC) ປະຕິບັດໄດ້ດີໃນບັນຍາກາດ GaN epitaxial ເນື່ອງຈາກຄວາມໄດ້ປຽບຂອງມັນເຊັ່ນ: ການຕໍ່ຕ້ານ corrosion, ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ການຕໍ່ຕ້ານການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີທີ່ດີ. ຕົວຄູນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຂອງມັນແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບ graphite, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນວັດສະດຸທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບການເຄືອບ graphite susceptor.

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຫຼັງຈາກທີ່ທັງຫມົດ,ກຣາຟແລະຊິລິຄອນຄາໄບແມ່ນສອງວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະຍັງຈະມີສະຖານະການທີ່ການເຄືອບມີຊີວິດການບໍລິການສັ້ນ, ງ່າຍທີ່ຈະຕົກ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມຂຶ້ນເນື່ອງຈາກຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. 

3. ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ການ​ເຄືອບ SiC​

3.1. ປະເພດທົ່ວໄປຂອງ SiC

ໃນປັດຈຸບັນ, ປະເພດທົ່ວໄປຂອງ SiC ປະກອບມີ 3C, 4H ແລະ 6H, ແລະປະເພດຕ່າງໆຂອງ SiC ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຈຸດປະສົງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, 4H-SiC ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນພະລັງງານສູງ, 6H-SiC ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫມັ້ນຄົງແລະສາມາດນໍາໃຊ້ສໍາລັບອຸປະກອນ optoelectronic, ແລະ 3C-SiC ສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອກະກຽມຊັ້ນ epitaxial GaN ແລະຜະລິດອຸປະກອນ SiC-GaN RF ເນື່ອງຈາກ ໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືກັນກັບ GaN. 3C-SiC ຍັງຖືກເອີ້ນທົ່ວໄປວ່າເປັນ β-SiC, ເຊິ່ງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບຮູບເງົາບາງໆ ແລະວັດສະດຸເຄືອບ. ດັ່ງນັ້ນ, β-SiC ປະຈຸບັນແມ່ນຫນຶ່ງໃນວັດສະດຸຕົ້ນຕໍສໍາລັບການເຄືອບ.

3.2 .ການເຄືອບ Silicon carbideວິທີການກະກຽມ

ມີຫຼາຍທາງເລືອກສໍາລັບການກະກຽມການເຄືອບ silicon carbide, ລວມທັງວິທີການ gel-sol, ວິທີການສີດພົ່ນ, ວິທີການສີດພົ່ນ ion beam, ວິທີການຕິກິຣິຍາ vapor ເຄມີ (CVR) ແລະວິທີການ deposition vapor ເຄມີ (CVD). ໃນ​ບັນ​ດາ​ພວກ​ເຂົາ​, ວິ​ທີ​ການ​ປ່ອຍ​ອາຍ​ພິດ​ທາງ​ເຄ​ມີ (CVD​) ປະ​ຈຸ​ບັນ​ແມ່ນ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ຕົ້ນ​ຕໍ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ກະ​ກຽມ​ການ​ເຄືອບ SiC​. ວິທີການນີ້ຝາກສານເຄືອບ SiC ຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງ substrate ໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາໄລຍະອາຍແກັສ, ເຊິ່ງມີຂໍ້ດີຂອງການຜູກມັດໃກ້ຊິດລະຫວ່າງການເຄືອບແລະ substrate, ປັບປຸງການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງແລະການຕໍ່ຕ້ານການ ablation ຂອງວັດສະດຸ substrate.

ວິທີການ sintering ທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ໂດຍການວາງ substrate graphite ໃນຝຸ່ນຝັງແລະ sintering ມັນຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງພາຍໃຕ້ບັນຍາກາດ inert, ສຸດທ້າຍປະກອບເປັນ SiC ເຄືອບຢູ່ດ້ານຂອງ substrate ໄດ້, ຊຶ່ງເອີ້ນວ່າວິທີການຝັງ. ເຖິງແມ່ນວ່າວິທີການນີ້ແມ່ນງ່າຍດາຍແລະການເຄືອບແມ່ນຜູກມັດແຫນ້ນກັບ substrate, ຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງການເຄືອບໃນທິດທາງຄວາມຫນາແມ່ນບໍ່ດີ, ແລະຮູແມ່ນມັກຈະປາກົດ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງ.

✔  ວິທີການສີດກ່ຽວຂ້ອງກັບການສີດວັດຖຸດິບຂອງແຫຼວໃສ່ພື້ນຜິວຂອງ graphite substrate, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຮັດໃຫ້ແຂງຂອງວັດຖຸດິບໃນອຸນຫະພູມສະເພາະໃດຫນຶ່ງເພື່ອປະກອບເປັນເຄືອບ. ເຖິງແມ່ນວ່າວິທີການນີ້ແມ່ນລາຄາຖືກ, ການເຄືອບແມ່ນອ່ອນເພຍກັບ substrate, ແລະການເຄືອບມີຄວາມເປັນເອກະພາບທີ່ບໍ່ດີ, ຄວາມຫນາບາງ, ແລະການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງທີ່ບໍ່ດີ, ແລະປົກກະຕິແລ້ວຕ້ອງການການປິ່ນປົວເພີ່ມເຕີມ.

✔  ເທັກໂນໂລຍີການສີດພົ່ນໄອອອນໃຊ້ປືນ ion beam ເພື່ອສີດວັດຖຸ molten ຫຼືບາງສ່ວນ molten ເທິງຫນ້າດິນຂອງ graphite substrate, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນ solidifies ແລະພັນທະບັດໃນການເຄືອບ. ເຖິງແມ່ນວ່າການດໍາເນີນງານແມ່ນງ່າຍດາຍແລະສາມາດຜະລິດການເຄືອບ silicon carbide ຂ້ອນຂ້າງຫນາແຫນ້ນ, ການເຄືອບແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະທໍາລາຍແລະມີການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງທີ່ບໍ່ດີ. ມັນມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກະກຽມການເຄືອບ SiC ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ.

✔ວິທີການ Sol-gel, ວິທີການນີ້ປະກອບດ້ວຍການກະກຽມການແກ້ໄຂ sol ເປັນເອກະພາບແລະໂປ່ງໃສ, ນໍາໃຊ້ມັນກັບຫນ້າດິນຂອງ substrate ໄດ້, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເວລາແຫ້ງແລະ sintering ເພື່ອສ້າງເປັນເຄືອບ. ເຖິງແມ່ນວ່າການດໍາເນີນງານແມ່ນງ່າຍດາຍແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນຕໍ່າ, ການເຄືອບທີ່ກຽມໄວ້ມີຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາແລະມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການແຕກ, ດັ່ງນັ້ນຂອບເຂດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງມັນແມ່ນຈໍາກັດ.

✔ເທກໂນໂລຍີປະຕິກິລິຍາໄອເຄມີ (CVR): CVR ໃຊ້ຝຸ່ນ Si ແລະ SiO2 ເພື່ອສ້າງອາຍ SiO, ແລະປະກອບເປັນສານເຄືອບ SiC ໂດຍປະຕິກິລິຢາເຄມີຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸຄາບອນ. ເຖິງແມ່ນວ່າສາມາດກະກຽມການເຄືອບຢ່າງແຫນ້ນຫນາ, ອຸນຫະພູມຕິກິຣິຍາສູງແມ່ນຕ້ອງການແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນສູງ.

✔  ການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD): CVD ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດສໍາລັບການກະກຽມການເຄືອບ SiC, ແລະການເຄືອບ SiC ໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍປະຕິກິລິຍາຂອງໄລຍະອາຍແກັສຢູ່ດ້ານຂອງ substrate. ການເຄືອບທີ່ກະກຽມໂດຍວິທີການນີ້ແມ່ນຖືກຜູກມັດຢ່າງໃກ້ຊິດກັບ substrate, ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງຂອງ substrate ແລະຄວາມຕ້ານທານຂອງ ablation, ແຕ່ຕ້ອງການເວລາການຊຶມເຊື້ອຍາວ, ແລະອາຍແກັສຕິກິຣິຍາອາດຈະເປັນສານພິດ.

ຮູບທີ 3.ແຜນວາດ vapor depostion ເຄມີ

4. ການ​ແຂ່ງ​ຂັນ​ຕະ​ຫຼາດ​ແລະ​Vetek Semiconductorນະ​ວັດ​ຕະ​ກໍາ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​

ໃນຕະຫຼາດ substrate graphite ເຄືອບ SiC, ຜູ້ຜະລິດຕ່າງປະເທດໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນກ່ອນຫນ້ານີ້, ມີຄວາມໄດ້ປຽບຊັ້ນນໍາທີ່ຊັດເຈນແລະສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດທີ່ສູງຂຶ້ນ. ໃນລະດັບສາກົນ, Xycard ໃນປະເທດເນເທີແລນ, SGL ໃນເຢຍລະມັນ, Toyo Tanso ໃນປະເທດຍີ່ປຸ່ນ, ແລະ MEMC ໃນສະຫະລັດແມ່ນຜູ້ສະຫນອງຕົ້ນຕໍ, ແລະໂດຍພື້ນຖານແລ້ວພວກເຂົາຜູກຂາດຕະຫຼາດສາກົນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ປະຈຸບັນຈີນໄດ້ທໍາລາຍເຕັກໂນໂລຢີຫຼັກຂອງການເຄືອບ SiC ທີ່ມີການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງເປັນເອກະພາບໃນດ້ານຂອງ substrates graphite, ແລະຄຸນນະພາບຂອງມັນໄດ້ຖືກກວດສອບໂດຍລູກຄ້າພາຍໃນແລະຕ່າງປະເທດ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນຍັງມີຄວາມໄດ້ປຽບໃນການແຂ່ງຂັນທີ່ແນ່ນອນໃນລາຄາ, ເຊິ່ງສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸປະກອນ MOCVD ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ substrates graphite ເຄືອບ SiC. 

Vetek semiconductor ໄດ້ມີສ່ວນຮ່ວມໃນການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາໃນພາກສະຫນາມຂອງການເຄືອບ SiCເປັນເວລາຫຼາຍກວ່າ 20 ປີ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາໄດ້ເປີດຕົວເທກໂນໂລຍີ buffer layer ດຽວກັນກັບ SGL. ໂດຍຜ່ານເທກໂນໂລຍີການປຸງແຕ່ງພິເສດ, ຊັ້ນ buffer ສາມາດໄດ້ຮັບການເພີ່ມລະຫວ່າງ graphite ແລະ silicon carbide ເພື່ອເພີ່ມຊີວິດການບໍລິການຫຼາຍກ່ວາສອງເທົ່າ.