Semicera Semiconductor načrtuje povečanje proizvodnje osnovnih komponent za opremo za proizvodnjo polprevodnikov po vsem svetu. Do leta 2027 želimo vzpostaviti novo 20.000 kvadratnih metrov veliko tovarno s skupno naložbo v višini 70 milijonov USD. Ena od naših ključnih komponent,nosilec rezin iz silicijevega karbida (SiC)., znan tudi kot suceptor, je doživel pomemben napredek. Torej, kaj točno je ta pladenj, na katerem so oblati?
V procesu izdelave rezin so epitaksialne plasti zgrajene na določenih substratih rezin za ustvarjanje naprav. Na primer, epitaksialne plasti GaAs so pripravljene na silicijevih substratih za naprave LED, epitaksialne plasti SiC se gojijo na prevodnih substratih SiC za energetske aplikacije, kot so SBD in MOSFET, epitaksialne plasti GaN pa so izdelane na polizolacijskih substratih SiC za aplikacije RF, kot so HEMT. . Ta proces je močno odvisen odkemično naparjevanje (CVD)opremo.
V opremi CVD substratov ni mogoče namestiti neposredno na kovino ali preprosto podlago za epitaksialno nanašanje zaradi različnih dejavnikov, kot so pretok plina (vodoravni, navpični), temperatura, tlak, stabilnost in kontaminacija. Zato se za namestitev substrata uporablja suceptor, ki omogoča epitaksialno nanašanje s tehnologijo CVD. Ta suceptor jeGrafitni suceptor, prevlečen s SiC.
Grafitni prijemalniki, prevlečeni s SiC se običajno uporabljajo v opremi za kovinsko-organsko kemično naparjanje (MOCVD) za podporo in ogrevanje monokristalnih substratov. Toplotna stabilnost in enakomernost Grafitni prijemalniki, prevlečeni s SiCso ključnega pomena za kakovost rasti epitaksialnih materialov, zaradi česar so osrednja komponenta opreme MOCVD (vodilna podjetja za opremo MOCVD, kot sta Veeco in Aixtron). Trenutno se tehnologija MOCVD pogosto uporablja pri epitaksialni rasti GaN filmov za modre LED zaradi svoje preprostosti, nadzorovane stopnje rasti in visoke čistosti. Kot bistveni del reaktorja MOCVD jesuceptor za epitaksialno rast filma GaNmora imeti odpornost na visoke temperature, enakomerno toplotno prevodnost, kemično stabilnost in močno odpornost na toplotni udar. Grafit popolnoma izpolnjuje te zahteve.
Kot osrednja komponenta opreme MOCVD grafitni suceptor podpira in segreva substrate iz monokristalov, kar neposredno vpliva na enotnost in čistost filmskih materialov. Njegova kakovost neposredno vpliva na pripravo epitaksialnih rezin. Vendar pa se s povečano uporabo in različnimi delovnimi pogoji grafitni suceptorji zlahka obrabijo in se štejejo za potrošni material.
MOCVD susceptorjimorajo imeti določene lastnosti premaza, da izpolnjujejo naslednje zahteve:
- -Dobra pokritost:Prevleka mora popolnoma prekrivati grafitni sprejemnik z visoko gostoto, da se prepreči korozija v okolju jedkega plina.
- - Visoka trdnost lepljenja:Prevleka se mora močno povezati z grafitnim suceptorjem in prenesti večkratne cikle visokih in nizkih temperatur, ne da bi se odluščila.
- -Kemična stabilnost:Prevleka mora biti kemično stabilna, da se prepreči okvara v visokotemperaturnih in jedkih atmosferah.
SiC se s svojo odpornostjo proti koroziji, visoko toplotno prevodnostjo, odpornostjo na toplotne šoke in visoko kemično stabilnostjo dobro obnese v epitaksialnem okolju GaN. Poleg tega je koeficient toplotnega raztezanja SiC podoben grafitu, zaradi česar je SiC prednostni material za grafitne suceptorske prevleke.
Trenutno običajne vrste SiC vključujejo 3C, 4H in 6H, od katerih je vsak primeren za različne aplikacije. Na primer, 4H-SiC lahko proizvaja visoko zmogljive naprave, 6H-SiC je stabilen in se uporablja za optoelektronske naprave, medtem ko je 3C-SiC po strukturi podoben GaN, zaradi česar je primeren za proizvodnjo epitaksialne plasti GaN in RF naprave SiC-GaN. 3C-SiC, znan tudi kot β-SiC, se v glavnem uporablja kot film in premazni material, zaradi česar je primarni material za premaze.
Obstajajo različni načini pripraveSiC prevleke, vključno s sol-gelom, vdelavo, ščetkanjem, razprševanjem s plazmo, kemično parno reakcijo (CVR) in kemičnim nanašanjem s paro (CVD).
Med temi je metoda vdelave visokotemperaturni proces sintranja v trdni fazi. Z namestitvijo grafitnega substrata v prašek za vgradnjo, ki vsebuje prah Si in C, ter sintranjem v okolju inertnega plina se na grafitnem substratu oblikuje prevleka SiC. Ta metoda je preprosta, premaz pa se dobro veže na podlago. Vendar pa prevleka nima enakomerne debeline in ima lahko pore, kar vodi do slabe odpornosti proti oksidaciji.
Metoda premazovanja s pršenjem
Metoda pršilnega premaza vključuje pršenje tekočih surovin na površino grafitne podlage in njihovo utrjevanje pri določeni temperaturi, da se oblikuje premaz. Ta metoda je preprosta in stroškovno učinkovita, vendar ima za posledico šibko vez med prevleko in podlago, slabo enakomernost prevleke in tanke prevleke z nizko odpornostjo proti oksidaciji, ki zahtevajo pomožne metode.
Metoda brizganja z ionskimi žarki
Razprševanje z ionskim žarkom uporablja pištolo z ionskim žarkom za pršenje staljenih ali delno staljenih materialov na površino grafitne podlage, ki po strjevanju tvori premaz. Ta metoda je preprosta in proizvaja goste SiC prevleke. Vendar imajo tanki premazi šibko odpornost proti oksidaciji, ki se pogosto uporablja za kompozitne premaze SiC za izboljšanje kakovosti.
Sol-gel metoda
Sol-gel metoda vključuje pripravo enotne, prozorne raztopine sola, prekrivanje površine substrata in pridobitev prevleke po sušenju in sintranju. Ta metoda je preprosta in stroškovno učinkovita, vendar ima za posledico premaze z nizko odpornostjo na toplotne udarce in dovzetnostjo za razpoke, kar omejuje njeno široko uporabo.
Kemična reakcija hlapov (CVR)
CVR uporablja prah Si in SiO2 pri visokih temperaturah za ustvarjanje hlapov SiO, ki reagirajo s substratom iz ogljikovega materiala in tvorijo prevleko SiC. Nastala SiC prevleka se tesno poveže s substratom, vendar postopek zahteva visoke reakcijske temperature in stroške.
Kemično naparjanje (CVD)
CVD je primarna tehnika za pripravo SiC prevlek. Vključuje reakcije v plinski fazi na površini grafitne podlage, kjer se surovine podvržejo fizikalnim in kemičnim reakcijam, pri čemer se odlagajo kot SiC prevleka. CVD proizvaja tesno povezane SiC prevleke, ki povečajo odpornost substrata na oksidacijo in ablacijo. Vendar ima CVD dolge čase odlaganja in lahko vključuje strupene pline.
Razmere na trgu
Na trgu grafitnih suceptorjev, prevlečenih s SiC, imajo tuji proizvajalci pomembno prednost in visok tržni delež. Semicera je premagala osnovne tehnologije za enakomerno rast prevleke SiC na grafitnih substratih in zagotavlja rešitve, ki obravnavajo toplotno prevodnost, modul elastičnosti, togost, napake mreže in druge težave s kakovostjo, pri čemer v celoti izpolnjujejo zahteve opreme MOCVD.
Obeti za prihodnost
Kitajska polprevodniška industrija se hitro razvija z vse večjo lokalizacijo epitaksialne opreme MOCVD in širitvijo aplikacij. Pričakuje se, da bo trg grafitnih suceptorjev, prevlečenih s SiC, hitro rasel.
Zaključek
Kot ključna komponenta v sestavljeni polprevodniški opremi je obvladovanje osnovne proizvodne tehnologije in lokalizacija grafitnih sprejemnikov, prevlečenih s SiC, strateško pomembna za kitajsko industrijo polprevodnikov. Domače področje grafitnih suceptorjev, prevlečenih s SiC, cveti, kakovost izdelkov pa dosega mednarodno raven.Semicerasi prizadeva postati vodilni dobavitelj na tem področju.
Čas objave: 17. julij 2024