Semicera Semiconductor intenționează să crească producția de componente de bază pentru echipamentele de fabricare a semiconductoarelor la nivel global. Până în 2027, ne propunem să înființăm o nouă fabrică de 20.000 de metri pătrați, cu o investiție totală de 70 de milioane USD. Una dintre componentele noastre de bază,suport de placă cu carbură de siliciu (SiC)., cunoscut și ca susceptor, a cunoscut progrese semnificative. Deci, ce este mai exact această tavă care ține napolitanele?
În procesul de fabricare a plachetelor, straturile epitaxiale sunt construite pe anumite substraturi de plachete pentru a crea dispozitive. De exemplu, straturile epitaxiale GaAs sunt pregătite pe substraturi de siliciu pentru dispozitive LED, straturile epitaxiale SiC sunt crescute pe substraturi conductoare SiC pentru aplicații de putere, cum ar fi SBD-uri și MOSFET-uri, iar straturile epitaxiale GaN sunt construite pe substraturi SiC semiizolante pentru aplicații RF, cum ar fi HEMT. . Pe acest proces se bazează în mare măsurădepunere chimică de vapori (CVD)echipamente.
În echipamentele CVD, substraturile nu pot fi plasate direct pe metal sau pe o simplă bază pentru depunerea epitaxială din cauza diferiților factori precum fluxul de gaz (orizontal, vertical), temperatura, presiunea, stabilitatea și contaminarea. Prin urmare, se folosește un susceptor pentru a plasa substratul, permițând depunerea epitaxială folosind tehnologia CVD. Acest susceptor esteSusceptor de grafit acoperit cu SiC.
Susceptori de grafit acoperiți cu SiC sunt utilizate în mod obișnuit în echipamentele de depunere în vapori de substanțe chimice metalo-organice (MOCVD) pentru a susține și a încălzi substraturile monocristaline. Stabilitatea termică și uniformitatea Susceptori de grafit acoperiți cu SiCsunt esențiale pentru creșterea calității materialelor epitaxiale, făcându-le o componentă de bază a echipamentelor MOCVD (companii lider de echipamente MOCVD, cum ar fi Veeco și Aixtron). În prezent, tehnologia MOCVD este utilizată pe scară largă în creșterea epitaxială a filmelor GaN pentru LED-uri albastre datorită simplității, ratei de creștere controlabile și purității ridicate. Ca parte esențială a reactorului MOCVD,susceptor pentru creșterea epitaxială a filmului de GaNtrebuie să aibă rezistență la temperatură ridicată, conductivitate termică uniformă, stabilitate chimică și rezistență puternică la șocuri termice. Grafitul îndeplinește perfect aceste cerințe.
Ca o componentă de bază a echipamentului MOCVD, susceptorul de grafit susține și încălzește substraturi monocristaline, afectând direct uniformitatea și puritatea materialelor de film. Calitatea sa influențează direct prepararea plachetelor epitaxiale. Cu toate acestea, odată cu utilizarea sporită și condițiile de lucru variate, susceptorii din grafit sunt ușor de uzat și sunt considerați consumabile.
susceptori MOCVDtrebuie să aibă anumite caracteristici de acoperire pentru a îndeplini următoarele cerințe:
- -Acoperire buna:Acoperirea trebuie să acopere complet susceptorul de grafit cu densitate mare pentru a preveni coroziunea într-un mediu cu gaz corosiv.
- -Rezistenta mare de lipire:Acoperirea trebuie să se lipească puternic de susceptorul de grafit, rezistând la mai multe cicluri de temperatură înaltă și de temperatură joasă fără a se decoji.
- - Stabilitate chimica:Acoperirea trebuie să fie stabilă din punct de vedere chimic pentru a evita defecțiunile în atmosfere cu temperatură ridicată și corozive.
SiC, cu rezistența sa la coroziune, conductivitatea termică ridicată, rezistența la șoc termic și stabilitatea chimică ridicată, funcționează bine în mediul epitaxial GaN. În plus, coeficientul de dilatare termică al SiC este similar cu grafitul, ceea ce face din SiC materialul preferat pentru acoperirile susceptoare de grafit.
În prezent, tipurile comune de SiC includ 3C, 4H și 6H, fiecare potrivit pentru diferite aplicații. De exemplu, 4H-SiC poate produce dispozitive de mare putere, 6H-SiC este stabil și utilizat pentru dispozitive optoelectronice, în timp ce 3C-SiC este similară ca structură cu GaN, făcându-l potrivit pentru producția de strat epitaxial GaN și dispozitive RF SiC-GaN. 3C-SiC, cunoscut și sub numele de β-SiC, este utilizat în principal ca film și material de acoperire, făcându-l un material primar pentru acoperiri.
Există diverse metode de pregătireAcoperiri SiC, inclusiv sol-gel, încorporare, periere, pulverizare cu plasmă, reacție chimică în vapori (CVR) și depunere chimică în vapori (CVD).
Printre acestea, metoda de încorporare este un proces de sinterizare în fază solidă la temperatură ridicată. Prin plasarea substratului de grafit într-o pulbere de încorporare care conține pulbere de Si și C și sinterizarea într-un mediu de gaz inert, se formează o acoperire de SiC pe substratul de grafit. Această metodă este simplă, iar stratul de acoperire se leagă bine de substrat. Cu toate acestea, acoperirea nu are uniformitatea grosimii și poate avea pori, ceea ce duce la o rezistență slabă la oxidare.
Metoda de acoperire prin pulverizare
Metoda de acoperire prin pulverizare implică pulverizarea materiilor prime lichide pe suprafața substratului de grafit și întărirea acestora la o anumită temperatură pentru a forma o acoperire. Această metodă este simplă și rentabilă, dar are ca rezultat o legătură slabă între acoperire și substrat, uniformitate slabă a acoperirii și acoperiri subțiri cu rezistență scăzută la oxidare, necesitând metode auxiliare.
Metoda de pulverizare cu fascicul de ioni
Pulverizarea cu fascicul de ioni folosește un pistol cu fascicul de ioni pentru a pulveriza materiale topite sau parțial topite pe suprafața substratului de grafit, formând o acoperire la solidificare. Această metodă este simplă și produce acoperiri dense de SiC. Cu toate acestea, acoperirile subțiri au o rezistență slabă la oxidare, adesea folosite pentru acoperirile compozite SiC pentru a îmbunătăți calitatea.
Metoda Sol-Gel
Metoda sol-gel presupune prepararea unei soluții de sol uniformă, transparentă, acoperirea suprafeței substratului și obținerea acoperirii după uscare și sinterizare. Această metodă este simplă și rentabilă, dar are ca rezultat acoperiri cu rezistență scăzută la șocuri termice și susceptibilitate la fisurare, limitând aplicarea pe scară largă.
Reacție chimică cu vapori (CVR)
CVR utilizează pulbere de Si și SiO2 la temperaturi ridicate pentru a genera vapori de SiO, care reacționează cu substratul materialului de carbon pentru a forma o acoperire de SiC. Acoperirea SiC rezultată se leagă strâns de substrat, dar procesul necesită temperaturi de reacție și costuri ridicate.
Depunerea chimică în vapori (CVD)
CVD este tehnica principală pentru prepararea acoperirilor de SiC. Implică reacții în fază gazoasă pe suprafața substratului de grafit, unde materiile prime suferă reacții fizice și chimice, depunându-se ca un strat de SiC. CVD produce acoperiri de SiC strâns legate care sporesc rezistența la oxidare și ablație a substratului. Cu toate acestea, CVD are timpi lungi de depunere și poate implica gaze toxice.
Situația pieței
Pe piața susceptorilor de grafit acoperiți cu SiC, producătorii străini au un lider semnificativ și o cotă de piață ridicată. Semicera a depășit tehnologiile de bază pentru creșterea uniformă a acoperirii SiC pe substraturi de grafit, oferind soluții care abordează conductibilitatea termică, modulul elastic, rigiditatea, defecte ale rețelei și alte probleme de calitate, îndeplinind pe deplin cerințele echipamentelor MOCVD.
Perspectivele viitoare
Industria semiconductoarelor din China se dezvoltă rapid, odată cu localizarea tot mai mare a echipamentelor epitaxiale MOCVD și extinderea aplicațiilor. Piața susceptorilor de grafit acoperiți cu SiC este de așteptat să crească rapid.
Concluzie
Ca o componentă crucială a echipamentelor semiconductoare compuse, stăpânirea tehnologiei de producție de bază și localizarea susceptorilor de grafit acoperiți cu SiC este importantă din punct de vedere strategic pentru industria semiconductoare din China. Câmpul intern de susceptori de grafit acoperit cu SiC este înfloritor, calitatea produsului atingând niveluri internaționale.Semicerăse străduiește să devină un furnizor de top în acest domeniu.
Ora postării: Iul-17-2024