Cad é susceptor graifíte SiC-brataithe?

Figiúr 1.SiC-brataithe susceptor graifít

1. Ciseal epitaxial agus a threalamh

Le linn an phróisis déantúsaíochta wafer, ní mór dúinn ciseal epitaxial a thógáil a thuilleadh ar roinnt foshraitheanna wafer chun monarú feistí a éascú. Tagraíonn Epitaxy don phróiseas atá ag fás criostail aonair nua ar fhoshraith criostail aonair a phróiseáiltear go cúramach trí ghearradh, meilt, agus snasta. Is féidir leis an criostail aonair nua a bheith mar an t-ábhar céanna leis an tsubstráit, nó ábhar difriúil (homoepitaxial nó heteroepitaxial). Ós rud é go bhfásann an ciseal criostail aonair nua ar feadh chéim criostail an tsubstráit, tugtar ciseal epitaxial air, agus déantar an déantúsaíocht gléas ar an gciseal epitaxial. 

Mar shampla, aGaAs epitaxialullmhaítear ciseal ar fhoshraith sileacain le haghaidh feistí astaithe solais faoi stiúir; aSiC epitaxialsaothraítear ciseal ar fhoshraith seoltaí SiC chun SBD, MOSFET agus gléasanna eile a thógáil in iarratais chumhachta; tógtar ciseal epitaxial GaN ar shubstráit SiC leath-inslithe chun feistí cosúil le HEMT a mhonarú tuilleadh i bhfeidhmchláir radaimhinicíochta mar chumarsáid. Cinneann paraiméadair ar nós tiús na n-ábhar epitaxial SiC agus tiúchan iompróra cúlra go díreach airíonna leictreacha éagsúla feistí SiC. Sa phróiseas seo, ní féidir linn déanamh gan trealamh ceimiceach sil-leagain (CVD).

Fíor 2. Modhanna fáis scannán epitaxial

2. Tábhacht susceptor graifít brataithe SiC i dtrealamh CVD

I dtrealamh CVD, ní féidir linn an tsubstráit a chur go díreach ar an miotail nó go simplí ar bhonn le haghaidh sil-leagan epitaxial, toisc go mbaineann sé le go leor fachtóirí cosúil le treo sreabhadh gáis (cothrománach, ingearach), teocht, brú, fosúchán agus ábhar salaithe. Mar sin, ní mór dúinn susceptor a úsáid(iompróir wafer(e) an tsubstráit a chur ar thráidire agus teicneolaíocht CVD a úsáid chun sil-leagan eipeataí a dhéanamh air. Is é an susceptor seo an t-ionad graifíte SiC-brataithe (ar a dtugtar tráidire freisin).

2.1 Feidhmiú súdaí graifíte SiC brataithe i dtrealamh MOCVD

Tá ról lárnach ag an susceptor graifíte SiC-brataithe itrealamh miotail orgánach sil-leagan ceimiceach gaile (MOCVD).chun foshraitheanna criostail aonair a thacú agus a théamh. Tá cobhsaíocht theirmeach agus aonfhoirmeacht theirmeach an susceptor seo ríthábhachtach do cháilíocht na n-ábhar epitaxial, agus mar sin meastar é mar chroí-chomhpháirt fíor-riachtanach i dtrealamh MOCVD. Úsáidtear teicneolaíocht taiscí gaile ceimiceach orgánach miotail (MOCVD) go forleathan faoi láthair i bhfás epitaxial scannáin tanaí GaN i stiúir gorm toisc go bhfuil na buntáistí a bhaineann le hoibriú simplí, ráta fáis inrialaithe agus ardíonacht.

Mar cheann de na comhpháirteanna lárnacha i dtrealamh MOCVD, tá susceptor graifít leathsheoltóra Vetek freagrach as foshraitheanna criostail aonair a thacú agus a théamh, a chuireann isteach go díreach ar aonfhoirmeacht agus íonacht na n-ábhar scannáin tanaí, agus mar sin tá baint aige le cáilíocht ullmhúcháin na sliseog epitaxial. De réir mar a mhéadaíonn líon na n-úsáidí agus go n-athraíonn an timpeallacht oibre, tá an susceptor graifít seans maith a chaitheamh agus mar sin tá sé rangaithe mar inchaite.

2.2. Tréithe an tsubstaint graifíte atá brataithe le SIC

Chun freastal ar riachtanais trealaimh MOCVD, ní mór go mbeadh tréithe sonracha ag an sciath atá ag teastáil don susceptor graifíte chun na caighdeáin seo a leanas a chomhlíonadh:

✔  Clúdach maith: Ní mór don sciath SiC an t-susceptor a chlúdach go hiomlán agus tá dlús ard aige chun damáiste a chosc i dtimpeallacht gáis creimneach.

✔  Ard-neart nasctha: Ba chóir go mbeadh an sciath nasctha go daingean leis an susceptor agus ní éasca le titim amach tar éis timthriallta ardteochta agus íseal-teocht.

✔  Cobhsaíocht mhaith cheimiceach: Ní mór cobhsaíocht cheimiceach maith a bheith ag an sciath chun teip a sheachaint in atmaisféir teocht ard agus creimneach.

2.3 Deacrachtaí agus dúshláin maidir le hábhair graifíte agus cairbíde sileacain a mheaitseáil

Feidhmíonn carbide sileacain (SiC) go maith in atmaisféir epitaxial GaN mar gheall ar a buntáistí cosúil le friotaíocht creimeadh, seoltacht teirmeach ard, friotaíocht turraing teirmeach agus cobhsaíocht mhaith ceimiceach. Tá a chomhéifeacht leathnaithe teirmeach cosúil le comhéifeacht graifíte, rud a fhágann gurb é an t-ábhar is fearr le haghaidh bratuithe susceptor graifíte.

Mar sin féin, tar éis an tsaoil,graifítaguschomhdhúile sileacainTá dhá ábhar difriúil ann, agus beidh cásanna ann fós ina bhfuil saol seirbhíse gearr ag an sciath, go bhfuil sé éasca titim amach, agus go n-ardóidh sé costais mar gheall ar chomhéifeachtaí leathnú teirmeach éagsúla. 

3. Teicneolaíocht sciath SiC

3.1. Cineálacha coitianta SiC

Faoi láthair, cuimsíonn cineálacha coitianta SiC 3C, 4H agus 6H, agus tá cineálacha éagsúla SiC oiriúnach chun críocha éagsúla. Mar shampla, tá 4H-SiC oiriúnach chun feistí ardchumhachta a mhonarú, tá 6H-SiC sách cobhsaí agus is féidir é a úsáid le haghaidh feistí optoelectronic, agus is féidir 3C-SiC a úsáid chun sraitheanna epitaxial GaN a ullmhú agus feistí SiC-GaN RF a mhonarú mar gheall ar a struchtúr cosúil le GaN. Tugtar β-SiC ar 3C-SiC freisin, a úsáidtear go príomha le haghaidh scannáin tanaí agus ábhair sciath. Mar sin, tá β-SiC ar cheann de na príomhábhair le haghaidh bratuithe faoi láthair.

3.2 .Sciath chomhdhúile sileacainmodh ullmhúcháin

Tá go leor roghanna ann maidir le bratuithe cairbíde sileacain a ullmhú, lena n-áirítear modh glóthach-sol, modh spraeála, modh spraeála bíomaí ian, modh imoibrithe gaile ceimiceach (CVR) agus modh sil-leagan ceimiceach gaile (CVD). Ina measc, is é modh sil-leagan ceimiceach gaile (CVD) an príomhtheicneolaíocht faoi láthair chun bratuithe SiC a ullmhú. Taisceann an modh seo bratuithe SiC ar dhromchla an tsubstráit trí imoibriú céim gháis, a bhfuil na buntáistí a bhaineann le dlúthnascadh idir an sciath agus an tsubstráit, feabhas a chur ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin agus ar fhriotaíocht ablation ábhar an tsubstráit.

Déanann an modh shintéirithe ardteochta, tríd an tsubstráit graifíte a chur sa phúdar leabaithe agus é a shintéiriú ag teocht ard faoi atmaisféar támh, sciath SiC a fhoirmiú ar dhromchla an tsubstráit ar deireadh, ar a dtugtar an modh leabaithe. Cé go bhfuil an modh seo simplí agus go bhfuil an sciath nasctha go docht leis an tsubstráit, tá aonfhoirmeacht an sciath sa treo tiús bocht, agus tá seans maith go mbeidh poill le feiceáil, rud a laghdaíonn an friotaíocht ocsaídiúcháin.

✔  An modh spraeálaIs éard atá i gceist le hamhábhair leachtacha a spraeáil ar dhromchla an tsubstráit graifíte, agus ansin na hamhábhair a sholadú ag teocht shonrach chun sciath a fhoirmiú. Cé go bhfuil an modh seo ar chostas íseal, tá an sciath nasctha go lag leis an tsubstráit, agus tá droch-aonfhoirmeacht, tiús tanaí, agus friotaíocht ocsaídiúcháin bocht ag an sciath, agus de ghnáth bíonn gá le cóireáil bhreise.

✔  Teicneolaíocht spraeála le léas ianúsáideann gunna léas iain chun ábhar leáite nó leáite go páirteach a spraeáil ar dhromchla substráit graifíte, a dhaingníonn agus a nascann ansin chun sciath a dhéanamh. Cé go bhfuil an oibríocht simplí agus is féidir sciath chomhdhúile sileacain sách dlúth a tháirgeadh, is furasta an sciath a bhriseadh agus tá droch-fhriotaíocht ocsaídiúcháin aige. Úsáidtear é de ghnáth chun bratuithe ilchodacha SiC ardchaighdeáin a ullmhú.

✔ Modh sol-ghlóthach, baineann an modh seo le réiteach sol aonfhoirmeach agus trédhearcach a ullmhú, é a chur i bhfeidhm ar dhromchla an tsubstráit, agus ansin a thriomú agus a shintéiriú chun sciath a fhoirmiú. Cé go bhfuil an oibríocht simplí agus go bhfuil an costas íseal, tá friotaíocht turraing teirmeach íseal ag an sciath ullmhaithe agus seans maith go scoilteadh, agus mar sin tá a raon feidhme teoranta.

✔ Teicneolaíocht imoibrithe gaile ceimiceach (CVR): Úsáideann CVR púdar Si agus SiO2 chun gal SiO a ghiniúint, agus cruthaíonn sé sciath SiC trí imoibriú ceimiceach ar dhromchla an tsubstráit ábhar carbóin. Cé gur féidir sciath dlúth-bhanna a ullmhú, tá gá le teocht imoibrithe níos airde agus tá an costas ard.

✔  sil-leagan ceimiceach gaile (CVD): Is é CVD an teicneolaíocht is mó a úsáidtear faoi láthair chun bratuithe SiC a ullmhú, agus déantar bratuithe SiC trí imoibrithe céim gáis ar dhromchla an tsubstráit. Tá an sciath a ullmhaítear leis an modh seo nasctha go dlúth leis an tsubstráit, rud a fheabhsaíonn friotaíocht ocsaídiúcháin agus friotaíocht ablation an tsubstráit, ach éilíonn sé am taisce fada, agus féadfaidh an gás imoibrithe a bheith tocsaineach.

Fíor 3. Léaráid dífhostú gaile ceimiceach

4. Iomaíocht mhargaidh agusLeathsheoltóir Veteknuálaíocht teicneolaíochta

Sa mhargadh tsubstráit graifíte brataithe SiC, thosaigh monaróirí eachtracha níos luaithe, le buntáistí soiléire le rá agus sciar den mhargadh níos airde. Go hidirnáisiúnta, is soláthraithe príomhshrutha iad Xycard san Ísiltír, SGL sa Ghearmáin, Toyo Tanso sa tSeapáin, agus MEMC sna Stáit Aontaithe, agus déanann siad monaplacht go bunúsach ar an margadh idirnáisiúnta. Mar sin féin, tá an tSín briste anois trí chroí-theicneolaíocht bratuithe SiC atá ag fás go haonfhoirmeach ar dhromchla foshraitheanna graifíte, agus tá a cháilíocht fíoraithe ag custaiméirí baile agus eachtrannacha. Ag an am céanna, tá buntáistí iomaíocha áirithe aige freisin i bpraghas, ar féidir leo freastal ar riachtanais trealaimh MOCVD maidir le húsáid foshraitheanna graifít brataithe SiC. 

Tá Vetek leathsheoltóra i mbun taighde agus forbartha i réimse naCótaí SiCar feadh níos mó ná 20 bliain. Mar sin, tá an teicneolaíocht ciseal maolánach céanna seolta againn mar SGL. Trí theicneolaíocht phróiseála speisialta, is féidir ciseal maolánach a chur leis idir graifít agus chomhdhúile sileacain chun saol na seirbhíse a mhéadú níos mó ná dhá uair.