La croissance épitaxiale des plaquettes est réalisée grâce à la technologie de dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD), dans laquelle des gaz ultra-purs sont injectés dans le réacteur et finement dosés, de sorte qu'ils se combinent à des températures élevées pour provoquer des interactions chimiques et sont déposés sur des plaquettes semi-conductrices en couches atomiques très minces pour former une épitaxie de matériaux et de semi-conducteurs composés.
Dans les équipements CVD, le substrat ne peut être placé directement sur du métal ou simplement sur un support pour le dépôt épitaxial, car il serait affecté par de nombreux facteurs. Par conséquent, un support ou un plateau est nécessaire pour maintenir le substrat, puis utiliser la technologie CVD pour réaliser le dépôt épitaxial sur celui-ci. Ce support est unsuscepteur en graphite MOCVD(également appeléPlateau en graphite MOCVD).
Sa structure est illustrée dans la figure ci-dessous :
Pourquoi le suscepteur en graphite a-t-il besoin d'un revêtement CVD ?
Le suscepteur en graphite est un composant essentiel des équipements MOCVD. Il sert de support et d'élément chauffant au substrat. Ses performances, notamment sa stabilité et son uniformité thermiques, sont déterminantes pour la qualité de la croissance épitaxiale et influent directement sur l'uniformité et la pureté des couches minces épitaxiales. Sa qualité a donc un impact direct sur la préparation des plaquettes épitaxiales. Cependant, sa consommation est importante et il s'use rapidement avec l'utilisation et les variations des conditions de fonctionnement. L'excellente conductivité thermique et la grande stabilité du graphite en font un composant de base précieux pour les équipements MOCVD.
Cependant, l'utilisation exclusive de graphite pur pose problème. Lors de la production, des gaz corrosifs résiduels et des composés organométalliques se forment, provoquant la corrosion et le détachement du suscepteur en graphite et réduisant considérablement sa durée de vie. De plus, la poudre de graphite ainsi libérée contamine la plaquette. Il est donc nécessaire de résoudre ces problèmes dès la préparation du substrat. La technique de revêtement permet de fixer la poudre en surface, d'améliorer la conductivité thermique et d'homogénéiser la répartition de la chaleur. Elle est ainsi devenue la principale solution à ce problème.
En fonction de l'environnement d'application et des exigences d'utilisation de la base en graphite, le revêtement de surface doit présenter les caractéristiques suivantes :
1. Haute densité et couverture complète :Le support en graphite est soumis à des températures élevées et à un environnement de travail corrosif. La surface doit être entièrement recouverte et le revêtement doit présenter une densité suffisante pour assurer une protection efficace.
2. Bonne planéité de la surface :Étant donné que le support en graphite utilisé pour la croissance monocristalline nécessite une planéité de surface très élevée, la planéité d'origine du support doit être maintenue après la préparation du revêtement, c'est-à-dire que la surface du revêtement doit être uniforme.
3. Bonne adhérence :Réduire l'écart de coefficient de dilatation thermique entre le support en graphite et le matériau de revêtement permet d'améliorer efficacement l'adhérence entre les deux. Après avoir subi des cycles thermiques à hautes et basses températures, le revêtement résiste mieux aux fissures.
4. Conductivité thermique élevée :Pour une croissance de puces de haute qualité, il est nécessaire que la base en graphite fournisse une chaleur rapide et uniforme ; le matériau de revêtement doit donc avoir une conductivité thermique élevée.
5. Point de fusion élevé, résistance à l'oxydation à haute température et résistance à la corrosion :Le revêtement doit pouvoir fonctionner de manière stable dans un environnement de travail à haute température et corrosif.
La stabilité thermique, l'uniformité thermique et les autres paramètres de performance desuscepteur en graphite revêtu de SiCIls jouent un rôle décisif dans la qualité de la croissance des matériaux épitaxiaux et constituent donc un composant clé des équipements MOCVD.
La forme cristalline β-SiC (3C-SiC) a été choisie pour le revêtement. Comparée à d'autres formes cristallines, elle présente d'excellentes propriétés, telles qu'une bonne stabilité thermodynamique, une résistance à l'oxydation et à la corrosion. De plus, sa conductivité thermique est très proche de celle du graphite, conférant ainsi au support en graphite des propriétés spécifiques. Ce revêtement permet de résoudre efficacement les problèmes de défaillance du support en graphite liés à l'oxydation et à la corrosion à haute température, ainsi qu'à la perte de poudre en service. Il confère à la surface du support en graphite une structure dense, non poreuse, résistante aux hautes températures, à la corrosion et à l'oxydation, améliorant ainsi la qualité de l'épitaxie cristalline et la durée de vie du support (mesurée en four).
Comment choisir un plateau/suscepteur en graphite MOCVD résistant aux hautes températures et à la corrosion ?
Lors du choix d'unplateau ou suscepteur en graphite pour MOCVDPour une résistance à la corrosion à haute température, les facteurs clés suivants doivent être pris en compte :
1. Pureté du matériau :Les matériaux en graphite de haute pureté résistent mieux à la corrosion et à l'oxydation à haute température et réduisent l'impact des impuretés sur le processus de dépôt.
2. Densité et porosité :Les plateaux en graphite à haute densité et faible porosité présentent une meilleure résistance mécanique et une meilleure résistance à la corrosion, et peuvent efficacement empêcher la pénétration des gaz et l'érosion du matériau.
3. Conductivité thermique :Le plateau en graphite à haute conductivité thermique contribue à répartir uniformément la chaleur, à réduire les contraintes thermiques et à améliorer la stabilité et la durée de vie de l'équipement.
4. Traitement de surface :Les palettes en graphite ayant subi un traitement de surface spécial, tel qu'un revêtement ou un plaquage, peuvent encore améliorer leur résistance à la corrosion et à l'usure.
5. Taille et forme :Conformément aux exigences spécifiques de l'équipement MOCVD, sélectionnez la taille et la forme appropriées pour assurer la compatibilité du plateau avec l'équipement et la facilité d'utilisation.
6. Réputation du fabricant :Choisissez un fabricant jouissant d'une bonne réputation et d'une riche expérience pour garantir la fiabilité de la qualité des produits et du service après-vente.
7. Rentabilité :Tout en respectant les exigences techniques, tenez compte du rapport coût-efficacité et choisissez des produits offrant un meilleur rapport qualité-prix.
VET Energy est un fournisseur de suscepteurs en graphite de haute pureté. Nous proposons une large gamme de produits, compatibles avec les équipements MOCVD de différentes marques, modèles et spécifications.suscepteur en graphite revêtu de SiCLes produits fabriqués par VET Energy ne présentent aucun point de contact avec le revêtement ni aucune zone de faiblesse. Leur durée de vie est adaptée aux exigences de clients aux besoins variés (y compris en atmosphère chlorée). N'hésitez pas à nous contacter pour toute question ou demande d'information.
Date de publication : 1er mars 2025