അർദ്ധചാലക ഭാഗങ്ങൾ - SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ്

ലോഹ-ഓർഗാനിക് കെമിക്കൽ നീരാവി ഡിപ്പോസിഷൻ (എംഒസിവിഡി) ഉപകരണങ്ങളിൽ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളെ പിന്തുണയ്ക്കാനും ചൂടാക്കാനും SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസുകൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയുടെ താപ സ്ഥിരത, താപ ഏകീകൃതത, മറ്റ് പ്രകടന പാരാമീറ്ററുകൾ എന്നിവ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയൽ വളർച്ചയുടെ ഗുണനിലവാരത്തിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇത് MOCVD ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രധാന ഘടകമാണ്.

വേഫർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം സുഗമമാക്കുന്നതിന് ചില വേഫർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ എപ്പിടാക്‌സിയൽ പാളികൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു. സാധാരണ LED ലൈറ്റ് എമിറ്റിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ GaA-കളുടെ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികൾ തയ്യാറാക്കേണ്ടതുണ്ട്; ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന കറൻ്റ്, മറ്റ് പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയ്ക്കായി SBD, MOSFET മുതലായ ഉപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിനായി ചാലക SiC അടിവസ്ത്രത്തിലാണ് SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി വളർത്തുന്നത്; കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ പോലുള്ള RF ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി എച്ച്ഇഎംടിയും മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി സെമി-ഇൻസുലേറ്റഡ് SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലാണ് GaN എപ്പിടാക്‌സിയൽ ലെയർ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയ CVD ഉപകരണങ്ങളിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കാനാവാത്തതാണ്.

സിവിഡി ഉപകരണങ്ങളിൽ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് നേരിട്ട് ലോഹത്തിൽ സ്ഥാപിക്കാനോ എപിറ്റാക്സിയൽ ഡിപ്പോസിഷനുള്ള അടിത്തറയിൽ സ്ഥാപിക്കാനോ കഴിയില്ല, കാരണം അതിൽ വാതക പ്രവാഹം (തിരശ്ചീന, ലംബ), താപനില, മർദ്ദം, ഫിക്സേഷൻ, മലിനീകരണം ചൊരിയൽ, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. സ്വാധീന ഘടകങ്ങൾ. അതിനാൽ, ഒരു ബേസ് ഉപയോഗിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, തുടർന്ന് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഡിസ്കിൽ സ്ഥാപിക്കുക, തുടർന്ന് സിവിഡി സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് അടിവസ്ത്രത്തിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ നിക്ഷേപം നടത്തുക, ഇത് SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ് (ട്രേ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു).

ലോഹ-ഓർഗാനിക് കെമിക്കൽ നീരാവി ഡിപ്പോസിഷൻ (എംഒസിവിഡി) ഉപകരണങ്ങളിൽ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളെ പിന്തുണയ്ക്കാനും ചൂടാക്കാനും SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസുകൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയുടെ താപ സ്ഥിരത, താപ ഏകീകൃതത, മറ്റ് പ്രകടന പാരാമീറ്ററുകൾ എന്നിവ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയൽ വളർച്ചയുടെ ഗുണനിലവാരത്തിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇത് MOCVD ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രധാന ഘടകമാണ്.

ലോഹ-ഓർഗാനിക് കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (എംഒസിവിഡി) നീല എൽഇഡിയിലെ GaN ഫിലിമുകളുടെ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയ്ക്കുള്ള മുഖ്യധാരാ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. ലളിതമായ പ്രവർത്തനം, നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന വളർച്ചാ നിരക്ക്, GaN ഫിലിമുകളുടെ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധി എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങൾ ഇതിന് ഉണ്ട്. MOCVD ഉപകരണങ്ങളുടെ റിയാക്ഷൻ ചേമ്പറിലെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമെന്ന നിലയിൽ, GaN ഫിലിം എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയ്ക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്ന ബെയറിംഗ് ബേസിന് ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, ഏകീകൃത താപ ചാലകത, നല്ല രാസ സ്ഥിരത, ശക്തമായ താപ ഷോക്ക് പ്രതിരോധം മുതലായവയുടെ ഗുണങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. മുകളിൽ പറഞ്ഞ വ്യവസ്ഥകൾ.

MOCVD ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലൊന്ന് എന്ന നിലയിൽ, ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയാണ് അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ കാരിയർ, ചൂടാക്കൽ ബോഡി, ഇത് ഫിലിം മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഏകീകൃതതയും പരിശുദ്ധിയും നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു, അതിനാൽ അതിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഷീറ്റ് തയ്യാറാക്കുന്നതിനെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. സമയം, ഉപയോഗങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവും ജോലി സാഹചര്യങ്ങളുടെ മാറ്റവും കൊണ്ട്, ഉപഭോഗവസ്തുക്കളിൽ പെട്ടത് ധരിക്കാൻ വളരെ എളുപ്പമാണ്.

ഗ്രാഫൈറ്റിന് മികച്ച താപ ചാലകതയും സ്ഥിരതയും ഉണ്ടെങ്കിലും, MOCVD ഉപകരണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകമെന്ന നിലയിൽ ഇതിന് നല്ല നേട്ടമുണ്ട്, എന്നാൽ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ, നശിപ്പിക്കുന്ന വാതകങ്ങളുടെയും ലോഹ ഓർഗാനിക്സിൻ്റെയും അവശിഷ്ടങ്ങൾ കാരണം ഗ്രാഫൈറ്റ് പൊടിയെ നശിപ്പിക്കും. ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ് വളരെ കുറയും. അതേസമയം, ഗ്രാഫൈറ്റ് പൊടി വീഴുന്നത് ചിപ്പിന് മലിനീകരണം ഉണ്ടാക്കും.

കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആവിർഭാവത്തിന് ഉപരിതല പൊടി ഫിക്സേഷൻ നൽകാനും താപ ചാലകത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും താപ വിതരണം തുല്യമാക്കാനും കഴിയും, ഇത് ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യയായി മാറി. MOCVD ഉപകരണത്തിലെ ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ് ഉപയോഗിക്കുന്ന പരിസ്ഥിതി, ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ് ഉപരിതല കോട്ടിംഗ് ഇനിപ്പറയുന്ന സവിശേഷതകൾ പാലിക്കണം:

(1) ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ് പൂർണ്ണമായി പൊതിയാൻ കഴിയും, സാന്ദ്രത നല്ലതാണ്, അല്ലാത്തപക്ഷം ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ് നശിപ്പിക്കുന്ന വാതകത്തിൽ എളുപ്പത്തിൽ നശിപ്പിക്കപ്പെടും.

(2) ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിനും താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിനുമുള്ള നിരവധി ചക്രങ്ങൾക്ക് ശേഷം കോട്ടിംഗ് വീഴുന്നത് എളുപ്പമല്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസുമായുള്ള സംയോജന ശക്തി ഉയർന്നതാണ്.

(3) ഉയർന്ന താപനിലയിലും വിനാശകരമായ അന്തരീക്ഷത്തിലും കോട്ടിംഗ് പരാജയം ഒഴിവാക്കാൻ ഇതിന് നല്ല രാസ സ്ഥിരതയുണ്ട്.

നാശന പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന താപ ചാലകത, തെർമൽ ഷോക്ക് പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന കെമിക്കൽ സ്ഥിരത എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങൾ SiC ന് ഉണ്ട്, കൂടാതെ GaN എപ്പിറ്റാക്സിയൽ അന്തരീക്ഷത്തിൽ നന്നായി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും. കൂടാതെ, SiC യുടെ താപ വിപുലീകരണ ഗുണകം ഗ്രാഫൈറ്റിൽ നിന്ന് വളരെ കുറച്ച് വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയുടെ ഉപരിതല കോട്ടിംഗിന് മുൻഗണന നൽകുന്ന വസ്തുവാണ് SiC.

നിലവിൽ, സാധാരണ SiC പ്രധാനമായും 3C, 4H, 6H തരങ്ങളാണ്, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ തരങ്ങളുടെ SiC ഉപയോഗങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, 4H-SiC ന് ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും; 6H-SiC ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ളതും ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്നതുമാണ്; GaN-ന് സമാനമായ ഘടന കാരണം, 3C-SiC, GaN എപിടാക്സിയൽ ലെയർ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും SiC-GaN RF ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കാം. 3C-SiC സാധാരണയായി β-SiC എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ β-SiC യുടെ ഒരു പ്രധാന ഉപയോഗം ഒരു ഫിലിമും കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലുമാണ്, അതിനാൽ β-SiC ആണ് നിലവിൽ കോട്ടിംഗിനുള്ള പ്രധാന മെറ്റീരിയൽ.