Niyə CVD SiC örtükləri MOCVD Qrafit Susseptorları üçün Vacibdir?

LED çip istehsalında MOCVD epitaksiyası işıq səmərəliliyini təyin edən əsas proses kimi xidmət edir. İstehsal zamanı sapfir və ya silisium substratları daşıyan qrafit qəbulediciləri aşındırıcı atmosferlərdə 1000°C-yə yaxın temperaturda təkrarlanan istilik dövrləri altında işləyir. Müvafiq olaraq, qrafit tutucuların performansı epitaksiyanın səmərəliliyinə, epitaksiyanın vahidliyinə və hazır cihazların son məhsuldarlığına birbaşa təsir göstərir. Qrafit qəbuledicilərinə CVD SiC örtüyünün qoyulması əsas sənaye həllinə çevrildi. Bu məqalə bu dizaynın arxasında duran əsasları qısaca izah edir.

Örtülməmiş Qrafit Suseptorlarından istifadə edərkən nə baş verir?

Qrafityüksək temperatur dəstəyi üçün əla materialdır, lakin MOCVD kameralarının içərisində kəskin şəkildə ağırlaşan üç xas çatışmazlığı var:

1. Yüksək temperaturda kimyəvi korroziya

MOCVD prosesləri ammonyak, hidrogen və metal-üzvi prekursorları təqdim edir. Təxminən 1000°C temperaturda qrafit bu qazlarla təmasda olduqda, karbohidrogenlər və hətta hidrogen siyanidlər əmələ gəlir. Bu, tədricən ölçülü sapma ilə qrafit səthinin davamlı korroziyasına səbəb olur və reaksiya əlavə məhsulları epitaksial təbəqəni çirkləndirir.

2. Məsaməli strukturdan çirkin qazdan çıxarılması

Qrafit mahiyyətcə məsaməli bir quruluşa malik olduğundan, qalıq metal çirkləri, adsorbsiya edilmiş nəmlik və istehsaldan oksigen təkrar isitmə dövrlərində tədricən sərbəst buraxılır. Hər buraxılış epitaksial təbəqənin fon çirkli konsentrasiyasında dalğalanmalara səbəb olur ki, bu da gəlir əyrilərində görünən izah olunmayan qüsur nöqtələrini yaradacaq.

3. Termal Cycling altında Pudra və Deformasiya

MOCVD reseptorları hər gün bir neçə isitmə və soyutma dövrü keçir. Çılpaq qrafit təkrarlanan termal zərbə altında səth hissəcikləri arasında azaldılmış bağlanma qüvvəsinə məruz qalır, nəticədə toz tökülür. Epitaksial vaflilərə düşən karbon hissəcikləri ölümcül hissəciklərin çirklənməsinə səbəb olur.

Qısacası, örtülməmiş qrafit həssasları MOCVD kameralarının içərisində çirkləndiriciləri davamlı olaraq buraxan gözlənilməz "çirklilik bombaları" kimi fəaliyyət göstərir.

CVD SiC örtüyü hansı üstünlükləri təmin edir?

Yarımkeçiricilərin istehsalı prosesləri nanometr və hətta atom miqyaslı qovşaqlara qədər irəlilədikcə, hissəcikli çirkləndiricilər və metal ion çirkləri də daxil olmaqla səth çirkləndiricilərinin izlərini izləyin, son yarımkeçirici cihazları pisləşdirəcək və ya hətta tamamilə işlək hala gətirəcək. Bu, epitaksial proseslərdə istifadə olunan qrafit həssasları üçün daha sərt performans tələbləri qoyur. Qabaqcıl kimyəvi buxar çökdürmə texnologiyasına əsaslanaraq, qrafit həssasları üzərində bərabər sıx bir SiC örtüyü qoyulur. Bu örtük möhkəm qoruyucu keramika zireh kimi çıxış edir və aşağıdakı əsas üstünlükləri təmin edir:

1. Etibarlı Fiziki Mühafizə

SiC örtüyü qrafit bazasını proses atmosferindən tam təcrid edir, ammonyak və hidrogenin əsas qrafitlə təmasda olmasının qarşısını alır və kimyəvi aşınmanın qarşısını alır. Bu vaxt, qrafit matrisinin içərisinə yığılmış çirklər örtük altında möhürlənir və kameraya süzülə bilməz.

2. Ultra Yüksək Təmizlik

Təmizlik CVD SiC örtükləri əksər qrafit materiallarını xeyli üstələyərək ppb səviyyəsində təmizliyə nail olur (9N dərəcəsi, 99,999995%-dən yuxarı). Bu, gofret tərəfindən çirklənmə deməkdirCVD SiC ilə örtülmüş qrafit qəbuledicisisəthi demək olar ki, əhəmiyyətsiz bir səviyyəyə endirilir.

3. Üstün Termal Zərbə Müqaviməti

MOCVD həssasları sürətli temperatur dalğalanmalarından zədələnməyə meyllidirlər. Proses tənzimləmələri vasitəsilə,CVD SiCörtüklər qrafit əsasları ilə möhkəm birləşə və qrafitin termal genişlənmə əmsalına uyğunlaşa bilər, həddindən artıq temperatur dəyişiklikləri nəticəsində yaranan çatlama riskini effektiv şəkildə azaldır.

4. Görkəmli Oksidləşmə Müqaviməti

1600°C-dən aşağı oksigen tərkibli mühitlər zamanı təbii olaraq CVD SiC ilə örtülmüş qrafit həssaslarının örtük səthində ultra nazik qoruyucu SiO₂ filmi əmələ gəlir. Bu CVD SiC örtüyü, proses zamanı planlaşdırılmamış hava qəbulu kimi çətin hallarda belə, son çarə rolunu oynayaraq, daxili qrafit həssaslarını aşındırmaq üçün əlavə oksidləşmənin qarşısını ala bilər.