Semicera Semiconductor планира да увеличи производството на основни компоненти за оборудване за производство на полупроводници в световен мащаб. До 2027 г. имаме за цел да създадем нова фабрика от 20 000 квадратни метра с обща инвестиция от 70 милиона щатски долара. Един от нашите основни компоненти,носител за пластини от силициев карбид (SiC)., известен също като възприемчик, отбеляза значителен напредък. И така, какво точно представлява тази тава, която държи вафлите?
В процеса на производство на пластини епитаксиалните слоеве се изграждат върху определени субстрати на пластини, за да се създадат устройства. Например, GaAs епитаксиалните слоеве се подготвят върху силициеви субстрати за LED устройства, SiC епитаксиалните слоеве се отглеждат върху проводими SiC субстрати за енергийни приложения като SBD и MOSFET, а GaN епитаксиалните слоеве се конструират върху полуизолиращи SiC субстрати за RF приложения като HEMTs . Този процес силно зависи отхимическо отлагане на пари (CVD)оборудване.
В CVD оборудването субстратите не могат да бъдат поставени директно върху метал или обикновена основа за епитаксиално отлагане поради различни фактори като газов поток (хоризонтален, вертикален), температура, налягане, стабилност и замърсяване. Следователно се използва фиксатор за поставяне на субстрата, което позволява епитаксиално отлагане чрез CVD технология. Този възприемчик еГрафитен ток с покритие от SiC.
Графитни фиксатори с SiC покритие обикновено се използват в оборудване за металоорганично химическо отлагане на пари (MOCVD) за поддържане и нагряване на монокристални субстрати. Термичната стабилност и еднородност на Графитни фиксатори с SiC покритиеса от решаващо значение за качеството на растеж на епитаксиалните материали, което ги прави основен компонент на оборудването MOCVD (водещи компании за оборудване MOCVD като Veeco и Aixtron). Понастоящем технологията MOCVD се използва широко в епитаксиалния растеж на GaN филми за сини светодиоди поради своята простота, контролируема скорост на растеж и висока чистота. Като съществена част от MOCVD реактора,фиксатор за епитаксиален растеж на GaN филмтрябва да има устойчивост на висока температура, равномерна топлопроводимост, химическа стабилност и силна устойчивост на термичен удар. Графитът напълно отговаря на тези изисквания.
Като основен компонент на оборудването MOCVD, графитният приемник поддържа и загрява монокристални субстрати, влияейки пряко върху еднородността и чистотата на филмовите материали. Неговото качество пряко влияе върху подготовката на епитаксиалните пластини. Въпреки това, с повишена употреба и различни работни условия, графитните фиксатори лесно се износват и се считат за консумативи.
MOCVD сенцепторитрябва да има определени характеристики на покритието, за да отговаря на следните изисквания:
- -Добро покритие:Покритието трябва напълно да покрива графитния приемник с висока плътност, за да предотврати корозия в корозивна газова среда.
- - Висока якост на залепване:Покритието трябва да се свързва силно с графитния фиксатор, като издържа на множество цикли на висока и ниска температура, без да се отлепи.
- - Химическа стабилност:Покритието трябва да е химически стабилно, за да се избегне повреда при висока температура и корозивна атмосфера.
SiC, със своята устойчивост на корозия, висока топлопроводимост, устойчивост на термичен удар и висока химическа стабилност, се представя добре в епитаксиална среда на GaN. Освен това, коефициентът на топлинно разширение на SiC е подобен на графита, което прави SiC предпочитания материал за графитни сенцепторни покрития.
Понастоящем обичайните типове SiC включват 3C, 4H и 6H, всеки от които е подходящ за различни приложения. Например, 4H-SiC може да произвежда устройства с висока мощност, 6H-SiC е стабилен и се използва за оптоелектронни устройства, докато 3C-SiC е подобен по структура на GaN, което го прави подходящ за производство на епитаксиален слой GaN и SiC-GaN RF устройства. 3C-SiC, известен също като β-SiC, се използва главно като филм и материал за покритие, което го прави основен материал за покрития.
Има различни методи за приготвянеSiC покрития, включително зол-гел, вграждане, четкане, плазмено пръскане, химическа реакция на пари (CVR) и химическо отлагане на пари (CVD).
Сред тях методът на вграждане е високотемпературен процес на синтероване в твърда фаза. Чрез поставяне на графитния субстрат в прах за вграждане, съдържащ Si и C прах и синтероване в среда от инертен газ, върху графитния субстрат се образува SiC покритие. Този метод е прост и покритието се свързва добре със субстрата. Покритието обаче няма еднаква дебелина и може да има пори, което води до лоша устойчивост на окисление.
Метод на покритие със спрей
Методът за нанасяне на покритие със спрей включва пръскане на течни суровини върху повърхността на графитния субстрат и тяхното втвърдяване при определена температура, за да се образува покритие. Този метод е прост и рентабилен, но води до слабо свързване между покритието и субстрата, лоша равномерност на покритието и тънки покрития с ниска устойчивост на окисление, изискващи спомагателни методи.
Метод на пръскане с йонен лъч
Пръскането с йонен лъч използва пистолет с йонен лъч за пръскане на разтопени или частично разтопени материали върху повърхността на графитния субстрат, образувайки покритие при втвърдяване. Този метод е прост и произвежда плътни SiC покрития. Въпреки това, тънките покрития имат слаба устойчивост на окисляване, често се използват за SiC композитни покрития за подобряване на качеството.
Сол-гел метод
Методът зол-гел включва приготвяне на еднороден, прозрачен разтвор на зол, покриване на повърхността на субстрата и получаване на покритието след изсушаване и синтероване. Този метод е прост и рентабилен, но води до покрития с ниска устойчивост на термичен шок и чувствителност към напукване, което ограничава широкото му приложение.
Химическа реакция на пари (CVR)
CVR използва Si и SiO2 прах при високи температури, за да генерира SiO пари, които реагират със субстрата от въглероден материал, за да образуват SiC покритие. Полученото SiC покритие се свързва плътно със субстрата, но процесът изисква високи реакционни температури и разходи.
Химично отлагане на пари (CVD)
CVD е основната техника за получаване на SiC покрития. Той включва реакции в газова фаза върху повърхността на графитния субстрат, където суровините претърпяват физични и химични реакции, отлагайки се като SiC покритие. CVD произвежда плътно свързани SiC покрития, които подобряват устойчивостта на субстрата към окисление и аблация. CVD обаче има дълги времена на отлагане и може да включва токсични газове.
Ситуация на пазара
На пазара на графитни възприемчици с SiC покритие чуждестранните производители имат значителна преднина и висок пазарен дял. Semicera е преодоляла основните технологии за равномерно израстване на SiC покритие върху графитни субстрати, предоставяйки решения, които са насочени към топлопроводимост, модул на еластичност, твърдост, дефекти на решетката и други проблеми с качеството, отговарящи напълно на изискванията на MOCVD оборудването.
Бъдеща перспектива
Китайската полупроводникова индустрия се развива бързо, с нарастваща локализация на MOCVD епитаксиално оборудване и разширяване на приложенията. Очаква се пазарът на графитни фиксатори с покритие от SiC да расте бързо.
Заключение
Като ключов компонент в съставното полупроводниково оборудване, овладяването на основната производствена технология и локализирането на покрити с SiC графитни приемници е стратегически важно за китайската полупроводникова индустрия. Вътрешното поле за графитни възприемчици с покритие от SiC процъфтява, като качеството на продуктите достига международни нива.Semiceraсе стреми да стане водещ доставчик в тази област.
Време на публикуване: 17 юли 2024 г