Yarımkeçirici qlobal miqyasda yarımkeçirici istehsal avadanlığı üçün əsas komponentlərin istehsalını artırmağı planlaşdırır. 2027-ci ilə qədər ümumi sərmayəsi 70 milyon ABŞ dolları olan 20.000 kvadratmetrlik yeni fabrik qurmağı hədəfləyirik. Əsas komponentlərimizdən biri olansilisium karbid (SiC) vafli daşıyıcısı, həmçinin bir həssas kimi tanınan, əhəmiyyətli irəliləyişlər gördü. Beləliklə, vafliləri saxlayan bu nimçə tam olaraq nədir?
Gofret istehsalı prosesində cihazlar yaratmaq üçün epitaksial təbəqələr müəyyən vafli substratlar üzərində qurulur. Məsələn, GaAs epitaksial təbəqələri LED cihazları üçün silikon substratlarda hazırlanır, SiC epitaksial təbəqələri SBD və MOSFET kimi güc tətbiqləri üçün keçirici SiC substratlarında yetişdirilir və GaN epitaksial təbəqələri HEMT kimi RF tətbiqləri üçün yarı izolyasiya edən SiC substratlarında qurulur. . Bu proses çox asılıdırkimyəvi buxar çökmə (CVD)avadanlıq.
CVD avadanlıqlarında qaz axını (üfüqi, şaquli), temperatur, təzyiq, sabitlik və çirklənmə kimi müxtəlif amillərə görə substratlar birbaşa metal və ya epitaksial çökmə üçün sadə bazaya yerləşdirilə bilməz. Buna görə də, substratı yerləşdirmək üçün CVD texnologiyasından istifadə edərək epitaksial çökməni təmin edən bir susseptor istifadə olunur. Bu həssasdırSiC ilə örtülmüş qrafit qəbuledicisi.
SiC ilə örtülmüş qrafit həssasları adətən monokristal substratları dəstəkləmək və qızdırmaq üçün Metal-Üzvi Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (MOCVD) avadanlıqlarında istifadə olunur. İstilik sabitliyi və vahidliyi SiC ilə örtülmüş qrafit həssaslarıepitaksial materialların böyümə keyfiyyəti üçün çox vacibdir və onları MOCVD avadanlıqlarının əsas komponentinə çevirir (Veeco və Aixtron kimi aparıcı MOCVD avadanlıq şirkətləri). Hal-hazırda, MOCVD texnologiyası sadəliyi, idarə olunan böyümə sürəti və yüksək təmizliyi səbəbindən mavi LED-lər üçün GaN filmlərinin epitaksial böyüməsində geniş istifadə olunur. MOCVD reaktorunun mühüm hissəsi kimiGaN filminin epitaksial böyüməsi üçün həssasyüksək temperatur müqavimətinə, vahid istilik keçiriciliyinə, kimyəvi dayanıqlığa və güclü istilik zərbəsinə davamlılığa malik olmalıdır. Qrafit bu tələblərə mükəmməl cavab verir.
MOCVD avadanlığının əsas komponenti kimi, qrafit qəbuledicisi tək kristallı substratları dəstəkləyir və qızdırır, film materiallarının vahidliyinə və saflığına birbaşa təsir göstərir. Onun keyfiyyəti epitaksial vaflilərin hazırlanmasına birbaşa təsir göstərir. Bununla belə, artan istifadə və müxtəlif iş şəraiti ilə qrafit həssasları asanlıqla köhnəlir və istehlak materialları hesab olunur.
MOCVD həssaslarıAşağıdakı tələblərə cavab vermək üçün müəyyən örtük xüsusiyyətlərinə malik olmalıdır:
- -Yaxşı əhatə dairəsi:Aşındırıcı qaz mühitində korroziyanın qarşısını almaq üçün örtük yüksək sıxlıqlı qrafit qəbuledicisini tamamilə örtməlidir.
- -Yüksək bağlanma gücü:Qapaq soyulmadan çoxlu yüksək temperatur və aşağı temperatur dövrlərinə tab gətirərək qrafit qəbuledicisinə möhkəm yapışmalıdır.
- - Kimyəvi sabitlik:Yüksək temperaturda və aşındırıcı atmosferlərdə nasazlığın qarşısını almaq üçün örtük kimyəvi cəhətdən sabit olmalıdır.
SiC, korroziyaya davamlılığı, yüksək istilik keçiriciliyi, istilik şokuna davamlılığı və yüksək kimyəvi sabitliyi ilə GaN epitaksial mühitində yaxşı performans göstərir. Bundan əlavə, SiC-nin istilik genişlənmə əmsalı qrafitə bənzəyir və SiC-ni qrafit həssas örtüklər üçün üstünlük təşkil edən material edir.
Hal-hazırda, SiC-nin ümumi növlərinə hər biri müxtəlif tətbiqlər üçün uyğun olan 3C, 4H və 6H daxildir. Məsələn, 4H-SiC yüksək güclü cihazlar istehsal edə bilər, 6H-SiC sabitdir və optoelektronik cihazlar üçün istifadə olunur, 3C-SiC isə GaN quruluşuna bənzəyir və onu GaN epitaksial təbəqənin istehsalı və SiC-GaN RF cihazları üçün uyğun edir. 3C-SiC, həmçinin β-SiC olaraq da bilinir, əsasən film və örtük materialı kimi istifadə olunur və onu örtüklər üçün əsas material edir.
Hazırlamaq üçün müxtəlif üsullar varSiC örtükləri, o cümlədən sol-gel, yerləşdirmə, fırçalama, plazma püskürtmə, kimyəvi buxar reaksiyası (CVR) və kimyəvi buxar çökmə (CVD).
Bunların arasında yerləşdirmə üsulu yüksək temperaturda bərk fazalı sinterləmə prosesidir. Qrafit substratını Si və C tozunu ehtiva edən bir yerləşdirmə tozuna yerləşdirmək və inert qaz mühitində sinterləməklə qrafit substratda SiC örtüyü əmələ gəlir. Bu üsul sadədir və örtük substratla yaxşı birləşir. Bununla belə, örtükdə qalınlıq vahidliyi yoxdur və məsamələr ola bilər, bu da zəif oksidləşmə müqavimətinə səbəb olur.
Sprey örtük üsulu
Püskürtmə ilə örtülmə üsulu maye xammalın qrafit substratın səthinə səpilməsini və örtük əmələ gətirmək üçün müəyyən bir temperaturda bərkidilməsini əhatə edir. Bu üsul sadə və qənaətcildir, lakin örtük və substrat arasında zəif yapışma, zəif örtük vahidliyi və aşağı oksidləşmə müqavimətinə malik nazik örtüklər ilə nəticələnir, köməkçi üsullar tələb olunur.
İon şüası ilə püskürtmə üsulu
İon şüası ilə püskürtmə, ərimiş və ya qismən ərimiş materialları qrafit substratın səthinə püskürtmək üçün ion şüa tabancasından istifadə edir və bərkidikdən sonra örtük yaradır. Bu üsul sadədir və sıx SiC örtükləri istehsal edir. Bununla belə, nazik örtüklər zəif oksidləşmə müqavimətinə malikdir, keyfiyyəti yaxşılaşdırmaq üçün tez-tez SiC kompozit örtüklər üçün istifadə olunur.
Sol-Gel metodu
Sol-gel üsulu vahid, şəffaf sol məhlulunun hazırlanmasını, substratın səthinin örtülməsini və qurudulduqdan və sinterləndikdən sonra örtüyün əldə edilməsini əhatə edir. Bu üsul sadə və qənaətcildir, lakin onun geniş tətbiqini məhdudlaşdıran aşağı istilik şokuna davamlılığı və çatlamağa həssaslığı olan örtüklərlə nəticələnir.
Kimyəvi buxar reaksiyası (CVR)
CVR SiO buxarını yaratmaq üçün yüksək temperaturda Si və SiO2 tozundan istifadə edir, bu da karbon materialının substratı ilə reaksiyaya girərək SiC örtüyü əmələ gətirir. Nəticədə yaranan SiC örtüyü substratla sıx birləşir, lakin proses yüksək reaksiya temperaturu və xərcləri tələb edir.
Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD)
CVD SiC örtüklərinin hazırlanması üçün əsas texnikadır. Bu, xammalın fiziki və kimyəvi reaksiyalara məruz qaldığı, SiC örtüyü kimi çökdüyü qrafit substrat səthində qaz fazalı reaksiyaları əhatə edir. CVD, substratın oksidləşmə və ablasyon müqavimətini artıran sıx bağlanmış SiC örtükləri istehsal edir. Bununla belə, CVD uzun çökmə müddətinə malikdir və zəhərli qazları əhatə edə bilər.
Bazar Vəziyyəti
SiC örtüklü qrafit həssas bazarda xarici istehsalçılar əhəmiyyətli bir aparıcı və yüksək bazar payına malikdirlər. Semicera, MOCVD avadanlığının tələblərinə tam cavab verən istilik keçiriciliyi, elastik modul, sərtlik, qəfəs qüsurları və digər keyfiyyət məsələlərini həll edən həllər təqdim edərək, qrafit altlıqlarda vahid SiC örtüyünün böyüməsi üçün əsas texnologiyaların öhdəsindən gəldi.
Gələcəyə baxış
Çinin yarımkeçirici sənayesi MOCVD epitaksial avadanlıqlarının lokallaşdırılmasının artması və tətbiqlərin genişlənməsi ilə sürətlə inkişaf edir. SiC örtüklü qrafit həssas bazarının sürətlə böyüməsi gözlənilir.
Nəticə
Mürəkkəb yarımkeçirici avadanlıqların həlledici komponenti kimi, əsas istehsal texnologiyasının mənimsənilməsi və SiC ilə örtülmüş qrafit həssaslarının lokallaşdırılması Çinin yarımkeçirici sənayesi üçün strateji əhəmiyyət kəsb edir. Yerli SiC örtüklü qrafit həssas sahəsi inkişaf edir və məhsul keyfiyyəti beynəlxalq səviyyələrə çatır.Semicerabu sahədə aparıcı təchizatçı olmağa çalışır.
Göndərmə vaxtı: 17 iyul 2024-cü il