செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் SiC-கோடட் கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர்களின் முக்கிய பங்கு மற்றும் பயன்பாட்டு வழக்குகள்

செமிசெரா செமிகண்டக்டர் உலகளவில் குறைக்கடத்தி உற்பத்தி சாதனங்களுக்கான முக்கிய கூறுகளின் உற்பத்தியை அதிகரிக்க திட்டமிட்டுள்ளது. 2027 ஆம் ஆண்டுக்குள், 70 மில்லியன் அமெரிக்க டாலர் முதலீட்டில் 20,000 சதுர மீட்டர் பரப்பளவில் புதிய தொழிற்சாலையை நிறுவ இலக்கு வைத்துள்ளோம். எங்கள் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்று, திசிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) செதில் கேரியர், சஸ்செப்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களைக் கண்டுள்ளது. எனவே, செதில்களை வைத்திருக்கும் இந்த தட்டு சரியாக என்ன?

செதில் உற்பத்தி செயல்பாட்டில், சாதனங்களை உருவாக்க சில செதில் அடி மூலக்கூறுகளில் எபிடாக்சியல் அடுக்குகள் கட்டப்பட்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, எல்இடி சாதனங்களுக்கான சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறுகளில் GaAs எபிடாக்சியல் அடுக்குகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன, SBDகள் மற்றும் MOSFETகள் போன்ற ஆற்றல் பயன்பாடுகளுக்கான கடத்தும் SiC அடி மூலக்கூறுகளில் SiC எபிடாக்சியல் அடுக்குகள் வளர்க்கப்படுகின்றன. . இந்த செயல்முறை பெரிதும் சார்ந்துள்ளதுஇரசாயன நீராவி படிவு (CVD)உபகரணங்கள்.

CVD உபகரணங்களில், வாயு ஓட்டம் (கிடைமட்ட, செங்குத்து), வெப்பநிலை, அழுத்தம், நிலைப்புத்தன்மை மற்றும் மாசுபடுதல் போன்ற பல்வேறு காரணிகளால் அடி மூலக்கூறுகளை உலோகத்தின் மீது நேரடியாக வைக்க முடியாது அல்லது எபிடாக்சியல் படிவுக்கான எளிய தளம். எனவே, அடி மூலக்கூறை வைக்க ஒரு சஸ்செப்டர் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது CVD தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி எபிடாக்சியல் படிவுகளை செயல்படுத்துகிறது. இந்த susceptor உள்ளதுSiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சசெப்டர்.

SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்செப்டர்கள் ஒற்றை-படிக அடி மூலக்கூறுகளை ஆதரிக்கவும் வெப்பப்படுத்தவும் பொதுவாக உலோக-கரிம இரசாயன நீராவி படிவு (MOCVD) உபகரணங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் சீரான தன்மை SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்செப்டர்கள்எபிடாக்சியல் பொருட்களின் வளர்ச்சித் தரத்திற்கு முக்கியமானவை, அவை MOCVD உபகரணங்களின் முக்கிய அங்கமாக அமைகின்றன (Veeco மற்றும் Aixtron போன்ற முன்னணி MOCVD உபகரண நிறுவனங்கள்). தற்போது, ​​MOCVD தொழில்நுட்பம் அதன் எளிமை, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் உயர் தூய்மை ஆகியவற்றின் காரணமாக நீல LEDகளுக்கான GaN படங்களின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. MOCVD உலையின் இன்றியமையாத பகுதியாக, திGaN ஃபிலிம் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கான துணைஉயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, சீரான வெப்ப கடத்துத்திறன், இரசாயன நிலைத்தன்மை மற்றும் வலுவான வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். கிராஃபைட் இந்த தேவைகளை முழுமையாக பூர்த்தி செய்கிறது.

MOCVD உபகரணங்களின் ஒரு முக்கிய அங்கமாக, கிராஃபைட் சசெப்டர் ஒற்றை-படிக அடி மூலக்கூறுகளை ஆதரிக்கிறது மற்றும் வெப்பப்படுத்துகிறது, இது திரைப்படப் பொருட்களின் சீரான தன்மை மற்றும் தூய்மையை நேரடியாக பாதிக்கிறது. அதன் தரம் எபிடாக்சியல் செதில்களின் தயாரிப்பை நேரடியாக பாதிக்கிறது. இருப்பினும், அதிகரித்த பயன்பாடு மற்றும் மாறுபட்ட வேலை நிலைமைகளால், கிராஃபைட் சஸ்பெக்டர்கள் எளிதில் தேய்ந்துவிடும் மற்றும் நுகர்பொருட்களாகக் கருதப்படுகின்றன.

MOCVD சஸ்பெக்டர்கள்பின்வரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய சில பூச்சு பண்புகள் இருக்க வேண்டும்:

• - நல்ல கவரேஜ்:அரிக்கும் வாயு சூழலில் அரிப்பைத் தடுக்க அதிக அடர்த்தி கொண்ட கிராஃபைட் சசெப்டரை பூச்சு முழுமையாக மூட வேண்டும்.
• - அதிக பிணைப்பு வலிமை:பூச்சு கிராஃபைட் சஸ்பெப்டருடன் வலுவாக பிணைக்கப்பட வேண்டும், பல உயர் வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை சுழற்சிகளைத் தாங்கும்.
• - இரசாயன நிலைத்தன்மை:உயர் வெப்பநிலை மற்றும் அரிக்கும் வளிமண்டலங்களில் தோல்வியைத் தவிர்க்க பூச்சு வேதியியல் ரீதியாக நிலையானதாக இருக்க வேண்டும்.

SiC, அதன் அரிப்பு எதிர்ப்பு, உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன், வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு மற்றும் உயர் இரசாயன நிலைத்தன்மையுடன், GaN எபிடாக்சியல் சூழலில் சிறப்பாக செயல்படுகிறது. கூடுதலாக, SiC இன் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் கிராஃபைட்டைப் போலவே உள்ளது, இது SiC ஐ கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் பூச்சுகளுக்கு விருப்பமான பொருளாக மாற்றுகிறது.

தற்போது, ​​SiC இன் பொதுவான வகைகளில் 3C, 4H மற்றும் 6H ஆகியவை அடங்கும், ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது. எடுத்துக்காட்டாக, 4H-SiC ஆனது உயர்-சக்தி சாதனங்களை உருவாக்க முடியும், 6H-SiC ஆனது நிலையானது மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதே சமயம் 3C-SiC ஆனது GaN ஐப் போலவே உள்ளது, இது GaN எபிடாக்சியல் லேயர் உற்பத்தி மற்றும் SiC-GaN RF சாதனங்களுக்கு ஏற்றது. 3C-SiC, β-SiC என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது முக்கியமாக ஒரு படமாகவும் பூச்சு பொருளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது பூச்சுகளுக்கான முதன்மைப் பொருளாக அமைகிறது.

தயார் செய்ய பல்வேறு முறைகள் உள்ளனSiC பூச்சுகள், சோல்-ஜெல், உட்பொதித்தல், துலக்குதல், பிளாஸ்மா தெளித்தல், இரசாயன நீராவி எதிர்வினை (CVR) மற்றும் இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) உட்பட.

இவற்றில், உட்பொதித்தல் முறையானது உயர்-வெப்பநிலை திட-கட்ட சின்டரிங் செயல்முறையாகும். கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறை Si மற்றும் C தூள் கொண்ட உட்பொதிவு பொடியில் வைப்பதன் மூலம் மற்றும் ஒரு மந்த வாயு சூழலில் சின்டரிங் செய்வதன் மூலம், கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறில் ஒரு SiC பூச்சு உருவாகிறது. இந்த முறை எளிமையானது, மற்றும் பூச்சு அடி மூலக்கூறுடன் நன்றாகப் பிணைக்கிறது. இருப்பினும், பூச்சு தடிமன் சீரான தன்மையைக் கொண்டிருக்கவில்லை மற்றும் துளைகளைக் கொண்டிருக்கலாம், இது மோசமான ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பிற்கு வழிவகுக்கும்.

தெளிப்பு பூச்சு முறை

ஸ்ப்ரே பூச்சு முறையானது திரவ மூலப்பொருட்களை கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் தெளித்து ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் அவற்றைக் குணப்படுத்தி ஒரு பூச்சு உருவாக்குகிறது. இந்த முறை எளிமையானது மற்றும் செலவு குறைந்ததாகும், ஆனால் பூச்சு மற்றும் அடி மூலக்கூறுக்கு இடையே பலவீனமான பிணைப்பு, மோசமான பூச்சு சீரான தன்மை மற்றும் குறைந்த ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்புடன் மெல்லிய பூச்சுகள் ஆகியவற்றிற்கு துணை முறைகள் தேவைப்படுகின்றன.

அயன் பீம் தெளிக்கும் முறை

அயன் கற்றை தெளித்தல், உருகிய அல்லது ஓரளவு உருகிய பொருட்களை கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் தெளிக்க அயன் கற்றை துப்பாக்கியைப் பயன்படுத்துகிறது, இது திடப்படுத்தலின் மீது பூச்சு ஒன்றை உருவாக்குகிறது. இந்த முறை எளிமையானது மற்றும் அடர்த்தியான SiC பூச்சுகளை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், மெல்லிய பூச்சுகள் பலவீனமான ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன, அவை தரத்தை மேம்படுத்த பெரும்பாலும் SiC கலவை பூச்சுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

சோல்-ஜெல் முறை

சோல்-ஜெல் முறையானது ஒரு சீரான, வெளிப்படையான சோல் கரைசலைத் தயாரித்தல், அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பை மூடி, உலர்த்திய மற்றும் சின்டரிங் செய்த பிறகு பூச்சுகளைப் பெறுவதை உள்ளடக்கியது. இந்த முறை எளிமையானது மற்றும் செலவு குறைந்ததாகும், ஆனால் குறைந்த வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு மற்றும் விரிசல் ஏற்படக்கூடிய தன்மை கொண்ட பூச்சுகள், அதன் பரவலான பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

இரசாயன நீராவி எதிர்வினை (CVR)

SiO நீராவியை உருவாக்க CVR உயர் வெப்பநிலையில் Si மற்றும் SiO2 தூளைப் பயன்படுத்துகிறது, இது கார்பன் பொருள் அடி மூலக்கூறுடன் வினைபுரிந்து SiC பூச்சு உருவாக்குகிறது. இதன் விளைவாக வரும் SiC பூச்சு அடி மூலக்கூறுடன் இறுக்கமாக பிணைக்கிறது, ஆனால் செயல்முறைக்கு அதிக எதிர்வினை வெப்பநிலை மற்றும் செலவுகள் தேவைப்படுகிறது.

இரசாயன நீராவி படிவு (CVD)

சிவிடி என்பது SiC பூச்சுகளைத் தயாரிப்பதற்கான முதன்மை நுட்பமாகும். இது கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் வாயு-கட்ட எதிர்வினைகளை உள்ளடக்கியது, அங்கு மூலப்பொருட்கள் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் எதிர்வினைகளுக்கு உட்படுகின்றன, அவை SiC பூச்சாக வைக்கப்படுகின்றன. CVD இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்ட SiC பூச்சுகளை உருவாக்குகிறது, இது அடி மூலக்கூறின் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் நீக்குதல் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது. இருப்பினும், சிவிடி நீண்ட படிவு நேரத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் நச்சு வாயுக்களை உள்ளடக்கியிருக்கலாம்.

சந்தை நிலைமை

SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெக்டர் சந்தையில், வெளிநாட்டு உற்பத்தியாளர்கள் குறிப்பிடத்தக்க முன்னணி மற்றும் அதிக சந்தைப் பங்கைக் கொண்டுள்ளனர். கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறுகளில் சீரான SiC பூச்சு வளர்ச்சிக்கான முக்கிய தொழில்நுட்பங்களை செமிசெரா முறியடித்துள்ளது, வெப்ப கடத்துத்திறன், எலாஸ்டிக் மாடுலஸ், விறைப்பு, லேட்டிஸ் குறைபாடுகள் மற்றும் பிற தர சிக்கல்கள், MOCVD உபகரண தேவைகளை முழுமையாக பூர்த்தி செய்யும் தீர்வுகளை வழங்குகிறது.

எதிர்கால அவுட்லுக்

MOCVD எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் உள்ளூர்மயமாக்கல் மற்றும் விரிவாக்கப்பட்ட பயன்பாடுகளுடன் சீனாவின் குறைக்கடத்தி தொழில் வேகமாக வளர்ந்து வருகிறது. SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெக்டர் சந்தை விரைவாக வளரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

முடிவுரை

கலவை குறைக்கடத்தி உபகரணங்களில் ஒரு முக்கிய அங்கமாக, முக்கிய உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தை மாஸ்டரிங் செய்வது மற்றும் SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர்களை உள்ளூர்மயமாக்குவது சீனாவின் குறைக்கடத்தி தொழிலுக்கு மூலோபாய ரீதியாக முக்கியமானது. உள்நாட்டு SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்பெப்டர் புலம் செழித்து வருகிறது, தயாரிப்பு தரம் சர்வதேச மட்டத்தை எட்டுகிறது.செமிசெராஇந்தத் துறையில் முன்னணி சப்ளையர் ஆக முயற்சிக்கிறது.