Proč aplikovat CVD SiC povlak na grafitové susceptory？

Polovodičový průmysl třetí generace prochází rychlým rozšiřováním kapacity. Procesy epitaxe karbidu křemíku (SiC) a nitridu galia (GaN) se neustále vyvíjejí směrem k vysokoteplotnímu provoznímu prostředí, ultra-vysoko čistým surovinám a miniaturizovaným čipovým zařízením. Nicméně konvenční nepotažené grafitové susceptory vystavené drsným vysokým teplotám a vysoce korozivním pracovním podmínkám mají tendenci spouštět kritické bolestivé body včetně kontaminace procesu, krátké životnosti a častých odstávek zařízení, což neustále omezuje efektivitu výrobní linky a výnos třísek. Pro řešení těchto průmyslových výzev se řešení CVD povlaků z karbidu křemíku s exkluzivními vlastnostmi materiálu stala optimální volbou pro pokročilé výrobní linky MOCVD a MBE epitaxe.

Hlavní nevýhody nepotažených grafitových susceptorů v pokročilé výrobě

Výroba polovodičových epitaxí funguje v extrémních pracovních podmínkách. Epitaxní procesy SiC a GaN vyžadují stabilní vysoké teploty v rozmezí od 1000 °C do 1600 °C.Grafitový susceptorsjsou nepřetržitě vystaveny vysoce reaktivním plynům, jako je vodík, čpavek a chlorovodík, což vede ke třem nevratným problémům:

1. Kontaminace způsobená částicemi

Nechráněné grafitové susceptory mají bohaté póry. Při vysokých teplotách jsou náchylné k plynové erozi a odlupování povrchu, přičemž vznikají jemné částice. Jakmile se tyto částice připojí k epitaxním vrstvám, vytvářejí defekty s vysokou hustotou a drasticky snižují výtěžnost energetických zařízení a optoelektronických čipů. Současné průmyslové standardy čistoty byly zvýšeny na 7N (99,99999 %); stopové nečistoty způsobí netěsnost zařízení a zhoršení výkonu optoelektroniky.

2. Rychlé stárnutí grafitových součástí

Susceptory z holého grafitu postrádají odolnost proti chemické korozi. Dlouhodobé vystavení korozivním atmosférám způsobuje oxidační opotřebení, urychluje degradaci součástí, jako jsou susceptory, tepelně izolační sudy a objímky vedení toku, což má za následek neustále rostoucí náklady na pořízení spotřebního materiálu. Navíc rychlost stárnutí grafitových susceptorů nemá žádný jednotný standard, což znemožňuje přesně předvídat dobu výměny susceptorů, což snadno narušuje výrobní plány.

Mechanismus a výhody CVD povlaku z karbidu křemíku

Grafitové materiály mají vynikající tepelnou vodivost a vynikající obrobitelnost, díky čemuž jsou ideální volbou pro epitaxní susceptory. Jeho přirozené nedostatky v chemické reaktivitě však nelze odstranit, což omezuje jeho použitelnost ve vysokoteplotních, vysoce korozivních epitaxních prostředích. Chemická depozice z plynné fáze (CVD)karbid křemíkuTechnologie povlakování řeší konflikt kompatibility rozhraní mezi grafitovými susceptory a extrémním procesním prostředím zásadně prostřednictvím modifikace materiálu.

V utěsněné reakční komoře proces CVD přesně řídí reakce v plynné fázi. Prekurzorové plyny křemíku a uhlíku se rozkládají za přesně regulovaných teplot a ukládají krystaly karbidu křemíku na atomární úrovni na grafitové substráty, aby vytvořily bezešvou, plně hutnou hermetickou ochrannou vrstvu. Mezi povlakem a substrátem se vytvoří atomová vazba, která blokuje pronikání korozivních plynů a zachycuje vnitřní grafitové nečistoty, přičemž si plně zachovává silné stránky substrátu, vysokou tepelnou vodivost a rovnoměrné rozložení teploty. Kompozitní struktura vyvažuje vynikající ochranu a stabilní výkon tepelného pole.

Čím se Semicorex CVD SiC Coating Solutions vyznačují?

CVD grafitové susceptory potažené karbidem křemíku nepředstavují pouze jednoduché ošetření povlakem, ale kompletní integrovaný technický pracovní postup, který přísně kontroluje rozměrovou přesnost, kvalitu povlaku a kompatibilitu zařízení ve všech fázích. Jako přední domácí výrobce v Číně se Semicorex věnuje poskytování stabilních, trvanlivých a nákladově efektivníchCVD povlak z karbidu křemíkuřešení pro zákazníky. Semicorex používá ke zpracování grafitových substrátů přesné CNC zařízení, přičemž přísně kontroluje jejich tvarový obrys, rozměrové tolerance, rovinnost základny a přesnost polohování drážky, aby se eliminovaly sekundární problémy způsobené nedostatečnou přesností zpracování. Pro různé provozní podmínky a potřeby použití poskytuje technický tým společnosti Semicorex přizpůsobená řešení nátěrů, aby byla zajištěna vysoká kompatibilita mezi nátěrem a substrátem, což účinně zabraňuje praskání nátěru a selhání odlupování způsobenému častým tepelným cyklem. Jakmile je CVD SiC povlak dokončen, Semicorex provede celospektrální kontrolu defektů povlaku, aby se ujistil, že povlak je neporušený, hustý a bez jakýchkoliv defektů, čímž je zaručena stabilita CVD grafitového tácku potaženého karbidem křemíku na stroji.