సెమీకండక్టర్ ఎపిటాక్సీకి SiC కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్ ఎందుకు అవసరం

సెమీకండక్టర్ పరికరాలు అధిక శక్తి, అధిక పౌనఃపున్యం మరియు ఎక్కువ ఏకీకరణ వైపు పరిణామం చెందడం కొనసాగిస్తున్నందున, ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ పరికరాలపై ఉంచిన అవసరాలు మరింత డిమాండ్‌గా మారాయి. SiC పవర్ పరికరాలు, GaN RF భాగాలు, LED చిప్‌లు లేదా సిలికాన్ ఎపిటాక్సియల్ పొరలను ఉత్పత్తి చేసినా, తయారీదారులు రియాక్టర్‌లోని ఒక కీలకమైన భాగంపై ఆధారపడతారు—SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్.

ప్రతిచర్య గది వెలుపల చాలా అరుదుగా కనిపించినప్పటికీ, ఈ భాగం నేరుగా పొర ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపత, కణాల ఉత్పత్తి, పూత జీవితకాలం మరియు చివరికి పరికర దిగుబడిని ప్రభావితం చేస్తుంది.

SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్ అంటే ఏమిటి?

SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్ అనేది ఒక దట్టమైన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) సిలికాన్ కార్బైడ్ పూత ద్వారా రక్షించబడిన ఖచ్చితమైన-ఇంజనీరింగ్ గ్రాఫైట్ భాగం.

ఎపిటాక్సియల్ రియాక్టర్ లోపల, ససెప్టర్ అనేక క్లిష్టమైన విధులను నిర్వహిస్తుంది:

• వృద్ధి ప్రక్రియ అంతటా సెమీకండక్టర్ పొరలకు మద్దతు ఇస్తుంది
• హీటర్ నుండి పొరకు వేడిని ఏకరీతిగా బదిలీ చేస్తుంది
• ఫిల్మ్ ఏకరూపతను మెరుగుపరచడానికి పొరతో కలిసి తిరుగుతుంది
• పునరావృత థర్మల్ సైక్లింగ్ కింద డైమెన్షనల్ స్టెబిలిటీని నిర్వహిస్తుంది
• తినివేయు ప్రక్రియ వాయువుల నుండి గ్రాఫైట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ను రక్షిస్తుంది

ప్రక్రియపై ఆధారపడి, ససెప్టర్‌లను పాన్‌కేక్ ససెప్టర్లు, బారెల్ ససెప్టర్లు, ట్రేలు, వేఫర్ క్యారియర్లు లేదా అనుకూలీకరించిన రియాక్టర్ భాగాలుగా రూపొందించవచ్చు.

బేర్ గ్రాఫైట్ ఎందుకు ఉపయోగించకూడదు?

గ్రాఫైట్ చాలా కాలంగా ఉత్తమమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఇంజినీరింగ్ మెటీరియల్‌లలో ఒకటిగా గుర్తించబడింది:

· అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత

· తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం

· అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం

· సులభమైన యంత్ర సామర్థ్యం

· తక్కువ సాంద్రత

అయితే, బేర్ గ్రాఫైట్ డైరెక్ట్ సెమీకండక్టర్ ప్రాసెసింగ్‌కు తగదు.

ఎపిటాక్సీ సమయంలో, H₂, HCl, NH₃, సిలేన్, క్లోరోసిలేన్స్ మరియు లోహ-సేంద్రీయ పూర్వగాములు వంటి ప్రాసెస్ వాయువులు బహిర్గత గ్రాఫైట్ ఉపరితలాలపై నిరంతరం దాడి చేస్తాయి. కాలక్రమేణా, గ్రాఫైట్ కార్బన్ కణాలను ఆక్సీకరణం చేయడం, తుప్పు పట్టడం మరియు విడుదల చేయడం ప్రారంభమవుతుంది.

ఈ కణాలు వీటిని చేయగలవు:

· పొరలను కలుషితం చేయడం,

· లోపం సాంద్రతను పెంచడం,

· ఎపిటాక్సియల్ ఏకరూపతను తగ్గించడం,

· రియాక్టర్ నిర్వహణ విరామాలను తగ్గించండి.

అందువల్ల, దాదాపు అన్ని ఆధునిక సెమీకండక్టర్ రియాక్టర్లు బహిర్గత గ్రాఫైట్‌కు బదులుగా రక్షిత సిరామిక్ పూతలను ఉపయోగిస్తాయి.

సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎందుకు ఇష్టపడే పూత?

అందుబాటులో ఉన్న పూత పదార్థాలలో—BN, ZrB₂, TaC మరియు వివిధ ఆక్సైడ్ పూతలతో సహా—CVD సిలికాన్ కార్బైడ్ పరిశ్రమ ప్రమాణంగా మారింది ఎందుకంటే ఇది ఉష్ణ, రసాయన మరియు యాంత్రిక లక్షణాల యొక్క అద్భుతమైన సమతుల్యతను అందిస్తుంది.

ముఖ్య ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి:

• అత్యుత్తమ రసాయన నిరోధకత: దట్టమైన SiC తినివేయు వాయువులను గ్రాఫైట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌కు చేరకుండా నిరోధిస్తుంది, ఇది భాగాల జీవితకాలాన్ని నాటకీయంగా పొడిగిస్తుంది.
• అద్భుతమైన థర్మల్ కండక్టివిటీ: అధిక ఉష్ణ వాహకత పొర అంతటా అద్భుతమైన ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపతను కొనసాగిస్తూ వేగవంతమైన ఉష్ణ బదిలీని అనుమతిస్తుంది.
• తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ అసమతుల్యత: SiC యొక్క థర్మల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ కోఎఫీషియంట్ గ్రాఫైట్‌తో దగ్గరగా సరిపోతుంది, పునరావృత తాపన మరియు శీతలీకరణ చక్రాల సమయంలో అంతర్గత ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది.
• అధిక కాఠిన్యం: పొర లోడింగ్ మరియు రియాక్టర్ ఆపరేషన్ సమయంలో పూత రాపిడిని నిరోధిస్తుంది.
• అధిక స్వచ్ఛత: అధిక-నాణ్యత CVD SiC పూతలు లోహ కాలుష్యం మరియు కణాల ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తాయి-అధునాతన సెమీకండక్టర్ తయారీకి కీలకం.

రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) ఎందుకు?

వివిధ పూత సాంకేతికతలు ఉన్నాయి, వీటిలో:

· ప్లాస్మా స్ప్రేయింగ్

· సోల్-జెల్ పూత

· ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ నిక్షేపణ

· సిమెంటేషన్ ప్యాక్

· బ్రష్ పూత

అయినప్పటికీ, సెమీకండక్టర్ తయారీ రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణకు (CVD) ఎక్కువగా అనుకూలంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే ఇది పూతలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది:

· చాలా అధిక స్వచ్ఛత,

· అద్భుతమైన సాంద్రత,

· ఏకరీతి మందం,

· ఉన్నతమైన సంశ్లేషణ,

· తక్కువ సచ్ఛిద్రత,

· సంక్లిష్ట జ్యామితిపై అద్భుతమైన ఆకృతీకరణ.

తరచుగా రంధ్రాలు మరియు బలహీనమైన ఇంటర్‌ఫేస్‌లను కలిగి ఉండే స్ప్రే చేసిన పూతలా కాకుండా, CVD SiC గ్రాఫైట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌తో రసాయనికంగా బంధించబడిన దట్టమైన స్ఫటికాకార పొరను ఏర్పరుస్తుంది, దీని ఫలితంగా కఠినమైన ప్రక్రియ పరిస్థితులలో సుదీర్ఘ సేవా జీవితం ఉంటుంది.

సాధారణ అప్లికేషన్లు

SiC-పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ భాగాలు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి:

SiC ఎపిటాక్సీ: MOSFETలు, SBDలు మరియు ఇతర పవర్ పరికరాల కోసం హోమోపిటాక్సియల్ పెరుగుదల సమయంలో వాహక మరియు సెమీ-ఇన్సులేటింగ్ SiC పొరలకు మద్దతు ఇస్తుంది.

సిలికాన్ ఎపిటాక్సీ: CMOS మరియు పవర్ సెమీకండక్టర్ తయారీలో ఉపయోగించే సిలికాన్ వేఫర్ ఎపిటాక్సీ కోసం స్థిరమైన థర్మల్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌లను అందించడం.

GaN Epitaxy: RF పరికరాలు, HEMTలు, మైక్రోఎల్‌ఈడీలు మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కోసం GaN-on-Si మరియు GaN-on-SiC వృద్ధికి మద్దతు ఇస్తుంది.

LED తయారీ: నీలం, ఆకుపచ్చ, UV మరియు మైక్రోLED ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల కోసం MOCVD రియాక్టర్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది.

తీర్మానం

సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలు పెద్ద పొరలు, గట్టి ప్రక్రియ విండోలు మరియు తక్కువ లోపం సాంద్రతల వైపు కదులుతున్నందున, అధిక-పనితీరు గల రియాక్టర్ భాగాల ప్రాముఖ్యత పెరుగుతూనే ఉంది.

CVD SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్‌లు అనివార్యంగా మారాయి ఎందుకంటే అవి గ్రాఫైట్ యొక్క అత్యుత్తమ ఉష్ణ పనితీరును సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క అత్యుత్తమ రసాయన నిరోధకత, స్వచ్ఛత మరియు మన్నికతో మిళితం చేస్తాయి.

SiC పవర్ పరికరాలు, GaN RF ఎలక్ట్రానిక్స్, LED ఉత్పత్తి లేదా సిలికాన్ ఎపిటాక్సీ కోసం, అధిక-నాణ్యత SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ భాగాలలో పెట్టుబడి పెట్టడం నేరుగా అధిక దిగుబడికి, ఎక్కువ పరికరాల సమయానికి మరియు తక్కువ తయారీ ఖర్చులకు దోహదం చేస్తుంది.