Semicera Semiconductor planeja augmentar la producció de components bàsics per a equips de fabricació de semiconductors a nivell mundial. El 2027, volem establir una nova fàbrica de 20.000 metres quadrats amb una inversió total de 70 milions de dòlars. Un dels nostres components bàsics, elsuport d'hòsties de carbur de silici (SiC)., també conegut com a susceptor, ha experimentat avenços significatius. Aleshores, què és exactament aquesta safata que conté les hòsties?
En el procés de fabricació d'hòsties, les capes epitaxials es construeixen sobre determinats substrats d'hòsties per crear dispositius. Per exemple, les capes epitaxials de GaAs es preparen sobre substrats de silici per a dispositius LED, les capes epitaxials de SiC es cultiven sobre substrats de SiC conductors per a aplicacions d'energia com SBD i MOSFET, i les capes epitaxials de GaN es construeixen sobre substrats de SiC semiaïllants per a aplicacions de RF com els HEMT. . Aquest procés es basa en gran mesuradeposició química de vapor (CVD)equipament.
En equips CVD, els substrats no es poden col·locar directament sobre metall o una base simple per a la deposició epitaxial a causa de diversos factors com el flux de gas (horitzontal, vertical), la temperatura, la pressió, l'estabilitat i la contaminació. Per tant, s'utilitza un susceptor per col·locar el substrat, que permet la deposició epitaxial mitjançant la tecnologia CVD. Aquest susceptor és elSusceptor de grafit recobert de SiC.
Susceptors de grafit recoberts de SiC s'utilitzen normalment en equips de deposició de vapor químic orgànic-metall (MOCVD) per suportar i escalfar substrats de cristall únic. L'estabilitat tèrmica i la uniformitat de Susceptors de grafit recoberts de SiCsón crucials per al creixement de la qualitat dels materials epitaxials, convertint-los en un component bàsic dels equips MOCVD (empreses líders d'equips MOCVD com Veeco i Aixtron). Actualment, la tecnologia MOCVD s'utilitza àmpliament en el creixement epitaxial de pel·lícules GaN per a LED blaus a causa de la seva simplicitat, velocitat de creixement controlable i alta puresa. Com a part essencial del reactor MOCVD, elsusceptor per al creixement epitaxial de la pel·lícula de GaNha de tenir una resistència a alta temperatura, conductivitat tèrmica uniforme, estabilitat química i una forta resistència al xoc tèrmic. El grafit compleix perfectament aquests requisits.
Com a component bàsic de l'equip MOCVD, el susceptor de grafit admet i escalfa substrats d'un sol cristall, afectant directament la uniformitat i la puresa dels materials pel·lícules. La seva qualitat afecta directament la preparació de les hòsties epitaxials. No obstant això, amb un major ús i condicions de treball variables, els susceptors de grafit es desgasten fàcilment i es consideren consumibles.
Susceptors MOCVDCal tenir certes característiques de recobriment per complir els requisits següents:
- - Bona cobertura:El recobriment ha de cobrir completament el susceptor de grafit amb alta densitat per evitar la corrosió en un ambient de gas corrosiu.
- - Alta força d'unió:El recobriment s'ha d'unir fortament al susceptor de grafit, suportant múltiples cicles d'alta i baixa temperatura sense pelar-se.
- -Estabilitat química:El recobriment ha de ser químicament estable per evitar fallades en atmosferes d'alta temperatura i corrosives.
SiC, amb la seva resistència a la corrosió, alta conductivitat tèrmica, resistència al xoc tèrmic i alta estabilitat química, funciona bé en l'entorn epitaxial GaN. A més, el coeficient d'expansió tèrmica de SiC és similar al grafit, fent que SiC sigui el material preferit per als recobriments de susceptors de grafit.
Actualment, els tipus comuns de SiC inclouen 3C, 4H i 6H, cadascun adequat per a diferents aplicacions. Per exemple, 4H-SiC pot produir dispositius d'alta potència, 6H-SiC és estable i s'utilitza per a dispositius optoelectrònics, mentre que 3C-SiC és similar en estructura a GaN, el que el fa adequat per a la producció de capa epitaxial de GaN i dispositius de RF SiC-GaN. El 3C-SiC, també conegut com β-SiC, s'utilitza principalment com a material de pel·lícula i recobriment, el que el converteix en un material primari per a recobriments.
Hi ha diferents mètodes per prepararRecobriments de SiC, incloent sol-gel, incrustació, raspallat, polvorització de plasma, reacció de vapor químic (CVR) i deposició de vapor químic (CVD).
Entre aquests, el mètode d'incrustació és un procés de sinterització en fase sòlida a alta temperatura. En col·locar el substrat de grafit en una pols d'incrustació que conté pols de Si i C i la sinterització en un entorn de gas inert, es forma un recobriment de SiC al substrat de grafit. Aquest mètode és senzill i el recobriment s'uneix bé amb el substrat. No obstant això, el recobriment no té uniformitat de gruix i pot tenir porus, la qual cosa comporta una baixa resistència a l'oxidació.
Mètode de recobriment per polvorització
El mètode de recobriment per polvorització consisteix a ruixar matèries primeres líquides a la superfície del substrat de grafit i curar-les a una temperatura específica per formar un recobriment. Aquest mètode és senzill i rendible, però provoca una unió feble entre el recobriment i el substrat, una mala uniformitat del recobriment i recobriments prims amb baixa resistència a l'oxidació, que requereixen mètodes auxiliars.
Mètode de polvorització de raigs d'ions
La polvorització de feix d'ions utilitza una pistola de feix d'ions per polvoritzar materials fosos o parcialment foss sobre la superfície del substrat de grafit, formant un recobriment després de la solidificació. Aquest mètode és senzill i produeix recobriments densos de SiC. Tanmateix, els recobriments prims tenen una feble resistència a l'oxidació, sovint s'utilitzen per als recobriments compostos de SiC per millorar la qualitat.
Mètode Sol-Gel
El mètode sol-gel consisteix a preparar una solució de sol uniforme i transparent, cobrir la superfície del substrat i obtenir el recobriment després de l'assecat i la sinterització. Aquest mètode és senzill i rendible, però dóna lloc a recobriments amb baixa resistència al xoc tèrmic i susceptibilitat a l'esquerda, limitant la seva aplicació generalitzada.
Reacció química del vapor (CVR)
CVR utilitza pols de Si i SiO2 a altes temperatures per generar vapor de SiO, que reacciona amb el substrat de material de carboni per formar un recobriment de SiC. El recobriment de SiC resultant s'uneix estretament amb el substrat, però el procés requereix temperatures i costos de reacció elevats.
Deposició de vapor químic (CVD)
La CVD és la tècnica principal per preparar recobriments de SiC. Implica reaccions en fase gasosa a la superfície del substrat de grafit, on les matèries primeres pateixen reaccions físiques i químiques, dipositant-se com a recobriment de SiC. CVD produeix recobriments de SiC estretament units que milloren la resistència a l'oxidació i l'ablació del substrat. Tanmateix, la CVD té temps de deposició llargs i pot implicar gasos tòxics.
Situació del mercat
Al mercat dels susceptors de grafit recoberts de SiC, els fabricants estrangers tenen un lideratge important i una quota de mercat elevada. Semicera ha superat les tecnologies bàsiques per al creixement uniforme del recobriment de SiC en substrats de grafit, proporcionant solucions que aborden la conductivitat tèrmica, el mòdul elàstic, la rigidesa, els defectes de gelosia i altres problemes de qualitat, complint totalment els requisits dels equips MOCVD.
Perspectives de futur
La indústria de semiconductors de la Xina s'està desenvolupant ràpidament, amb una localització creixent d'equips epitaxials MOCVD i aplicacions en expansió. S'espera que el mercat de susceptors de grafit recobert de SiC creixi ràpidament.
Conclusió
Com a component crucial en equips de semiconductors compostos, dominar la tecnologia de producció bàsica i localitzar els susceptors de grafit recoberts de SiC és estratègicament important per a la indústria de semiconductors de la Xina. El camp domèstic de susceptors de grafit recobert de SiC està prosperant i la qualitat del producte arriba a nivells internacionals.Semiceras'està esforçant per convertir-se en un proveïdor líder en aquest camp.
Hora de publicació: 17-jul-2024