Semicera Semiconductor планує збільшити виробництво основних компонентів для обладнання для виробництва напівпровідників у всьому світі. До 2027 року ми прагнемо створити нову фабрику площею 20 000 квадратних метрів із загальним обсягом інвестицій у 70 мільйонів доларів США. Один із наших основних компонентів,носій пластини з карбіду кремнію (SiC)., також відомий як сусцептор, досяг значного прогресу. Отже, що саме являє собою цей лоток, який містить вафлі?
У процесі виробництва пластин епітаксійні шари будуються на певних підкладках пластин для створення пристроїв. Наприклад, епітаксійні шари GaAs виготовляють на кремнієвих підкладках для світлодіодних пристроїв, епітаксійні шари SiC вирощують на провідних підкладках SiC для енергетичних застосувань, таких як SBD і MOSFET, а епітаксіальні шари GaN створюють на напівізоляційних підкладках SiC для радіочастотних застосувань, таких як HEMT. . Цей процес значною мірою залежить відхімічне осадження з парової фази (CVD)обладнання.
У обладнанні CVD підкладки не можуть бути розміщені безпосередньо на металі або на простій основі для епітаксійного осадження через різні фактори, такі як потік газу (горизонтальний, вертикальний), температура, тиск, стабільність і забруднення. Тому для розміщення підкладки використовується чутливий пристрій, що забезпечує епітаксіальне осадження за допомогою технології CVD. Цей сусцептор єГрафітовий токоприймач із покриттям SiC.
Графітові токоприймачі з покриттям SiC зазвичай використовуються в металоорганічному хімічному осадженні (MOCVD) для підтримки та нагрівання монокристалічних підкладок. Термостабільність і однорідність Графітові токоприймачі з покриттям SiCмають вирішальне значення для підвищення якості епітаксіальних матеріалів, що робить їх основним компонентом обладнання MOCVD (провідні компанії з обладнання MOCVD, такі як Veeco та Aixtron). В даний час технологія MOCVD широко використовується в епітаксіальному вирощуванні плівок GaN для синіх світлодіодів завдяки своїй простоті, контрольованій швидкості росту та високій чистоті. Будучи важливою частиною реактора MOCVD,Сусцептор для епітаксійного росту плівки GaNповинні мати стійкість до високих температур, рівномірну теплопровідність, хімічну стабільність і сильну стійкість до термічного удару. Цим вимогам ідеально відповідає графіт.
Будучи основним компонентом обладнання MOCVD, графітовий токоприймач підтримує та нагріває монокристалічні підкладки, безпосередньо впливаючи на однорідність і чистоту плівкових матеріалів. Його якість безпосередньо впливає на приготування епітаксійних пластин. Однак із збільшенням використання та зміною умов роботи графітові фіксатори легко зношуються та вважаються витратними матеріалами.
Сприємці MOCVDповинні мати певні характеристики покриття, щоб відповідати таким вимогам:
- -Хороше покриття:Покриття повинно повністю покривати графітовий чутливий елемент з високою щільністю, щоб запобігти корозії в агресивному газовому середовищі.
- - Висока міцність склеювання:Покриття має міцно з’єднуватися з графітовим чутливим елементом, витримуючи кілька циклів високої та низької температури, не відшаровуючись.
- - Хімічна стабільність:Покриття має бути хімічно стійким, щоб уникнути руйнування в умовах високої температури та корозійної атмосфери.
SiC з його стійкістю до корозії, високою теплопровідністю, стійкістю до теплового удару та високою хімічною стабільністю добре працює в епітаксіальному середовищі GaN. Крім того, коефіцієнт теплового розширення SiC подібний до графіту, що робить SiC кращим матеріалом для графітових чутливих покриттів.
В даний час поширені типи SiC включають 3C, 4H і 6H, кожен з яких підходить для різних застосувань. Наприклад, 4H-SiC може виробляти високопотужні пристрої, 6H-SiC є стабільним і використовується для оптоелектронних пристроїв, тоді як 3C-SiC подібний за структурою до GaN, що робить його придатним для виробництва епітаксійного шару GaN і пристроїв SiC-GaN радіочастот. 3C-SiC, також відомий як β-SiC, в основному використовується як матеріал для плівки та покриття, що робить його основним матеріалом для покриттів.
Існують різні способи приготуванняSiC покриття, включаючи золь-гель, вбудовування, нанесення пензлем, плазмове напилення, хімічну реакцію з парів (CVR) і хімічне осадження з парів (CVD).
Серед них метод вбудовування – це процес високотемпературного твердофазного спікання. Поміщаючи графітову підкладку в порошок для вбудовування, що містить порошок Si та C, і спікаючи в середовищі інертного газу, на графітовій підкладці утворюється покриття SiC. Цей спосіб простий, і покриття добре з’єднується з основою. Однак покриття не має однорідної товщини та може мати пори, що призводить до низької стійкості до окислення.
Метод напилення
Метод розпилення включає розпилення рідкої сировини на поверхню графітової підкладки та її затвердіння при певній температурі для утворення покриття. Цей метод є простим і економічно ефективним, але призводить до слабкого зв’язку між покриттям і підкладкою, поганої однорідності покриття та тонких покриттів із низькою стійкістю до окислення, що вимагає додаткових методів.
Метод іонно-променевого напилення
Іонно-променеве розпилення використовує іонно-променеву гармату для розпилення розплавлених або частково розплавлених матеріалів на поверхню графітової підкладки, утворюючи покриття після затвердіння. Цей метод є простим і дає щільні покриття SiC. Однак тонкі покриття мають слабку стійкість до окислення, що часто використовується для композитних покриттів SiC для покращення якості.
Золь-гель метод
Золь-гель метод передбачає приготування однорідного прозорого розчину золю, покриття поверхні підкладки та отримання покриття після сушіння та спікання. Цей метод є простим і економічно ефективним, але призводить до отримання покриттів з низькою стійкістю до термічного удару та сприйнятливістю до розтріскування, що обмежує його широке застосування.
Хімічна реакція парів (CVR)
CVR використовує порошок Si та SiO2 при високих температурах для генерації парів SiO, які реагують із підкладкою з вуглецевого матеріалу, утворюючи покриття SiC. Отримане покриття SiC щільно з’єднується з підкладкою, але процес вимагає високих температур реакції та витрат.
Хімічне осадження з парової фази (CVD)
CVD є основною технікою для отримання покриттів SiC. Він передбачає газофазові реакції на поверхні графітової підкладки, де сировина зазнає фізичних і хімічних реакцій, осідаючи у вигляді покриття SiC. CVD створює щільно зв’язані покриття SiC, які підвищують стійкість підкладки до окислення та абляції. Однак CVD має тривалий час осадження та може включати токсичні гази.
Ситуація на ринку
На ринку графітових токоприймачів із покриттям SiC іноземні виробники мають значне лідерство та високу частку ринку. Semicera подолала основні технології для рівномірного нарощування покриття SiC на графітових підкладках, забезпечивши рішення, які стосуються теплопровідності, модуля пружності, жорсткості, дефектів решітки та інших проблем якості, повністю задовольняючи вимогам обладнання MOCVD.
Перспективи на майбутнє
Напівпровідникова промисловість Китаю швидко розвивається, дедалі більше локалізується епітаксійне обладнання MOCVD і розширюється застосування. Очікується, що ринок графітових токоприймачів із покриттям SiC швидко зростатиме.
Висновок
Як важливий компонент у складному напівпровідниковому обладнанні, освоєння основної технології виробництва та локалізація графітових токоприймачів із покриттям SiC є стратегічно важливим для напівпровідникової промисловості Китаю. Вітчизняне поле графітових токоприймачів із покриттям SiC процвітає, а якість продукції досягає міжнародного рівня.Semiceraпрагне стати провідним постачальником у цій галузі.
Час публікації: 17 липня 2024 р