ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಭಾಗಗಳು - SiC ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್

ಲೋಹ-ಸಾವಯವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (MOCVD) ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲು ಮತ್ತು ಬಿಸಿಮಾಡಲು SiC ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ, ಉಷ್ಣ ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು SiC ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್‌ನ ಇತರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವಸ್ತುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಗುಣಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು MOCVD ಉಪಕರಣದ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿದೆ.

ವೇಫರ್ ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಸಾಧನಗಳ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಅನುಕೂಲವಾಗುವಂತೆ ಕೆಲವು ವೇಫರ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಎಲ್ಇಡಿ ಬೆಳಕು-ಹೊರಸೂಸುವ ಸಾಧನಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ GaA ಗಳ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರಗಳನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ; ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್, ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಇತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ SBD, MOSFET, ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ಸಾಧನಗಳ ನಿರ್ಮಾಣಕ್ಕಾಗಿ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ವಾಹಕ SiC ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಬೆಳೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಸಂವಹನದಂತಹ RF ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ HEMT ಮತ್ತು ಇತರ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ SiC ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು CVD ಉಪಕರಣದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗದು.

CVD ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ, ತಲಾಧಾರವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಲೋಹದ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಶೇಖರಣೆಗಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿ ಇರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಅನಿಲ ಹರಿವು (ಸಮತಲ, ಲಂಬ), ತಾಪಮಾನ, ಒತ್ತಡ, ಸ್ಥಿರೀಕರಣ, ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ಚೆಲ್ಲುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಭಾವದ ಅಂಶಗಳು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬೇಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ, ತದನಂತರ ಡಿಸ್ಕ್ನಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಇರಿಸಿ, ತದನಂತರ CVD ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಶೇಖರಣೆಗೆ ಬಳಸಿ, ಇದು SiC ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್ (ಟ್ರೇ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ).

ಲೋಹ-ಸಾವಯವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (MOCVD) ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲು ಮತ್ತು ಬಿಸಿಮಾಡಲು SiC ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ, ಉಷ್ಣ ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು SiC ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್‌ನ ಇತರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವಸ್ತುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಗುಣಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು MOCVD ಉಪಕರಣದ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿದೆ.

ಲೋಹ-ಸಾವಯವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಠೇವಣಿ (MOCVD) ನೀಲಿ LED ಯಲ್ಲಿ GaN ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಸರಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ, ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರ ಮತ್ತು GaN ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. MOCVD ಉಪಕರಣಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿ, GaN ಫಿಲ್ಮ್ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಬಳಸಲಾಗುವ ಬೇರಿಂಗ್ ಬೇಸ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಏಕರೂಪದ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ಉತ್ತಮ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆ, ಬಲವಾದ ಉಷ್ಣ ಆಘಾತ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಸ್ತುವು ಪೂರೈಸಬಹುದು. ಮೇಲಿನ ಷರತ್ತುಗಳು.

MOCVD ಉಪಕರಣದ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್ ತಲಾಧಾರದ ವಾಹಕ ಮತ್ತು ತಾಪನ ದೇಹವಾಗಿದೆ, ಇದು ಫಿಲ್ಮ್ ವಸ್ತುಗಳ ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅದರ ಗುಣಮಟ್ಟವು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಹಾಳೆಯ ತಯಾರಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಮಯ, ಬಳಕೆಯ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಹೆಚ್ಚಳ ಮತ್ತು ಕೆಲಸದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ, ಇದು ಧರಿಸಲು ತುಂಬಾ ಸುಲಭ, ಉಪಭೋಗ್ಯಕ್ಕೆ ಸೇರಿದೆ.

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಇದು MOCVD ಉಪಕರಣದ ಮೂಲ ಅಂಶವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ನಾಶಕಾರಿ ಅನಿಲಗಳು ಮತ್ತು ಲೋಹೀಯ ಜೀವಿಗಳ ಶೇಷದಿಂದಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೇವಾ ಜೀವನ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್ ಬಹಳವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಬೀಳುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಪುಡಿ ಚಿಪ್ಗೆ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಲೇಪನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವಿಕೆಯು ಮೇಲ್ಮೈ ಪುಡಿ ಸ್ಥಿರೀಕರಣವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಮುಖ್ಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. MOCVD ಉಪಕರಣದ ಬಳಕೆ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಲೇಪನವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು:

(1) ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸುತ್ತುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್ ನಾಶಕಾರಿ ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ತುಕ್ಕುಗೆ ಒಳಗಾಗುವುದು ಸುಲಭ.

(2) ಹಲವಾರು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ಲೇಪನವು ಬೀಳಲು ಸುಲಭವಲ್ಲ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಹೆಚ್ಚು.

(3) ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ನಾಶಕಾರಿ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಲೇಪನ ವೈಫಲ್ಯವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಇದು ಉತ್ತಮ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

SiC ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ಉಷ್ಣ ಆಘಾತ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ, SiC ಯ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣಾ ಗುಣಾಂಕವು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಿಂದ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ SiC ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬೇಸ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಆದ್ಯತೆಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.

ಪ್ರಸ್ತುತ, ಸಾಮಾನ್ಯ SiC ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 3C, 4H ಮತ್ತು 6H ಪ್ರಕಾರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಸ್ಫಟಿಕ ಪ್ರಕಾರಗಳ SiC ಬಳಕೆಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 4H-SiC ಉನ್ನತ-ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು; 6H-SiC ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು; GaN ಗೆ ಸಮಾನವಾದ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿ, 3C-SiC ಅನ್ನು GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಮತ್ತು SiC-GaN RF ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. 3C-SiC ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ β-SiC ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು β-SiC ಯ ಪ್ರಮುಖ ಬಳಕೆಯು ಫಿಲ್ಮ್ ಮತ್ತು ಲೇಪನ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ β-SiC ಪ್ರಸ್ತುತ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಮುಖ್ಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.