ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ (MOCVD) උපකරණවල තනි ස්ඵටික උපස්ථර සඳහා ආධාර කිරීමට සහ තාපනය කිරීමට SiC ආලේපිත මිනිරන් භෂ්ම බහුලව භාවිතා වේ. SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ තාප ස්ථායීතාවය, තාප ඒකාකාරිත්වය සහ අනෙකුත් කාර්ය සාධන පරාමිතීන් epitaxial ද්‍රව්‍ය වර්ධනයේ ගුණාත්මකභාවය සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, එබැවින් එය MOCVD උපකරණවල මූලික ප්රධාන අංගය වේ.
වේෆර් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී, උපාංග නිෂ්පාදනය පහසු කිරීම සඳහා සමහර වේෆර් උපස්ථර මත epitaxial ස්ථර තවදුරටත් ඉදිකරනු ලැබේ. සාමාන්‍ය LED ආලෝක විමෝචක උපාංග සිලිකන් උපස්ථර මත GaAs වල epitaxial ස්ථර සකස් කිරීමට අවශ්ය වේ; අධි වෝල්ටීයතා, අධි ධාරා සහ අනෙකුත් බල යෙදවුම් සඳහා SBD, MOSFET වැනි උපාංග තැනීම සඳහා SiC epitaxial ස්තරය සන්නායක SiC උපස්ථරය මත වර්ධනය වේ; සන්නිවේදනය වැනි RF යෙදුම් සඳහා HEMT සහ අනෙකුත් උපාංග තවදුරටත් ගොඩනැගීම සඳහා GaN epitaxial ස්ථරය අර්ධ පරිවරණය කරන ලද SiC උපස්ථරය මත ඉදිකර ඇත. මෙම ක්රියාවලිය CVD උපකරණ වලින් වෙන් කළ නොහැක.
CVD උපකරණවල, උපස්ථරය සෘජුවම ලෝහය මත තැබීමට හෝ සරලව epitaxial තැන්පත් කිරීම සඳහා පදනමක් මත තැබිය නොහැක, මන්ද එයට වායු ප්‍රවාහය (තිරස්, සිරස්), උෂ්ණත්වය, පීඩනය, සවි කිරීම, දූෂක වැගිරීම සහ අනෙකුත් අංශ ඇතුළත් වේ. බලපෑම් සාධක. එබැවින්, පදනමක් අවශ්ය වන අතර, පසුව උපස්ථරය තැටිය මත තබා ඇති අතර, පසුව CVD තාක්ෂණය භාවිතයෙන් උපස්ථරය මත epitaxial තැන්පත් කිරීම සිදු කරනු ලබන අතර, මෙම පදනම SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනම (තැටි ලෙසද හැඳින්වේ).
ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ (MOCVD) උපකරණවල තනි ස්ඵටික උපස්ථර සඳහා ආධාර කිරීමට සහ තාපනය කිරීමට SiC ආලේපිත මිනිරන් භෂ්ම බහුලව භාවිතා වේ. SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ තාප ස්ථායීතාවය, තාප ඒකාකාරිත්වය සහ අනෙකුත් කාර්ය සාධන පරාමිතීන් epitaxial ද්‍රව්‍ය වර්ධනයේ ගුණාත්මකභාවය සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, එබැවින් එය MOCVD උපකරණවල මූලික ප්රධාන අංගය වේ.
ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (MOCVD) යනු නිල් LED වල GaN චිත්‍රපටවල එපිටාක්සියල් වර්ධනය සඳහා වන ප්රධාන ධාරාවේ තාක්ෂණයයි. එය සරල ක්‍රියාකාරිත්වය, පාලනය කළ හැකි වර්ධන වේගය සහ GaN චිත්‍රපටවල ඉහළ සංශුද්ධතාවයේ වාසි ඇත. MOCVD උපකරණවල ප්රතික්රියා කුටියේ වැදගත් අංගයක් ලෙස, GaN චිත්‍රපට epitaxial වර්ධනය සඳහා භාවිතා කරන දරණ පදනමට ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධය, ඒකාකාර තාප සන්නායකතාව, හොඳ රසායනික ස්ථායීතාව, ශක්තිමත් තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය යනාදී වාසි තිබිය යුතුය. ග්රැෆයිට් ද්‍රව්‍ය සපුරාලිය හැක. ඉහත කොන්දේසි.
MOCVD උපකරණවල මූලික අංගයක් ලෙස, ග්රැෆයිට් පදනම යනු උපස්ථරයේ වාහක සහ උනුසුම් ශරීරය වන අතර එය චිත්‍රපට ද්‍රව්‍යයේ ඒකාකාරිත්වය සහ සංශුද්ධතාවය කෙලින්ම තීරණය කරයි, එබැවින් එහි ගුණාත්මකභාවය එපිටාක්සියල් පත්‍රය සැකසීමට කෙලින්ම බලපායි. කාලය, භාවිතයන් ගණන වැඩි වීම සහ සේවා කොන්දේසි වෙනස් වීමත් සමඟ, පරිභෝජන භාණ්ඩවලට අයත්, ඇඳීමට ඉතා පහසු වේ.
මිනිරන් විශිෂ්ට තාප සන්නායකතාවක් සහ ස්ථායීතාවයක් ඇතත්, MOCVD උපකරණවල මූලික අංගයක් ලෙස එය හොඳ වාසියක් ඇත, නමුත් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී, විඛාදන වායූන් සහ ලෝහමය කාබනික ද්‍රව්‍යවල අපද්‍රව්‍ය සහ සේවා කාලය හේතුවෙන් මිනිරන් කුඩු විඛාදනයට ලක් කරයි. ග්රැෆයිට් පදනම විශාල ලෙස අඩු වනු ඇත. ඒ අතරම, පහත වැටෙන මිනිරන් කුඩු චිපයට දූෂණය වීමට හේතු වේ.
ආෙල්පන තාක්ෂණය මතුවීම මතුපිට කුඩු සවි කිරීම, තාප සන්නායකතාව වැඩි දියුණු කිරීම සහ තාප ව්යාප්තිය සමාන කිරීම, මෙම ගැටළුව විසඳීම සඳහා ප්රධාන තාක්ෂණය බවට පත් වී ඇත. MOCVD උපකරණ භාවිතා කරන පරිසරයේ ඇති ග්රැෆයිට් පදනම, මිනිරන් පාදක මතුපිට ආලේපනය පහත ලක්ෂණ සපුරාලිය යුතුය:
(1) මිනිරන් පදනම සම්පූර්ණයෙන්ම ඔතා ගත හැකි අතර, ඝනත්වය හොඳ වේ, එසේ නොමැති නම් මිනිරන් පදනම විඛාදන වායුව තුළ විඛාදනයට ලක් කිරීම පහසුය.
(2) ඉහළ උෂ්ණත්ව සහ අඩු උෂ්ණත්ව චක්‍ර කිහිපයකට පසු ආලේපනය ගැලවී යාම පහසු නොවන බව සහතික කිරීම සඳහා ග්රැෆයිට් පදනම සමඟ සංයෝජන ශක්තිය ඉහළය.
(3) අධික උෂ්ණත්වය සහ විඛාදන වායුගෝලය තුළ ආලේපනය අසාර්ථක වීම වැළැක්වීම සඳහා හොඳ රසායනික ස්ථායීතාවයක් ඇත.
SiC හට විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය සහ ඉහළ රසායනික ස්ථායීතාවයේ වාසි ඇති අතර, GaN epitaxial වායුගෝලයේ හොඳින් ක්‍රියා කළ හැකිය. මීට අමතරව, SiC හි තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය ග්රැෆයිට් වලට වඩා ඉතා සුළු වශයෙන් වෙනස් වේ, එබැවින් SiC යනු මිනිරන් පාදයේ මතුපිට ආලේපනය සඳහා වඩාත් කැමති ද්‍රව්‍ය වේ.
වර්තමානයේ, පොදු SiC ප්රධාන වශයෙන් 3C, 4H සහ 6H වර්ගය වන අතර විවිධ ස්ඵටික වර්ගවල SiC භාවිතය වෙනස් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, 4H-SiC අධි බල උපාංග නිෂ්පාදනය කළ හැකිය; 6H-SiC වඩාත්ම ස්ථායී වන අතර ප්‍රකාශ විද්‍යුත් උපාංග නිෂ්පාදනය කළ හැකිය; GaN හා සමාන ව්‍යුහය නිසා, 3C-SiC GaN epitaxial ස්ථරය නිෂ්පාදනය කිරීමට සහ SiC-GaN RF උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කළ හැක. 3C-SiC සාමාන්‍යයෙන් β-SiC ලෙසද හඳුන්වනු ලබන අතර, β-SiC යනු චිත්‍රපට සහ ආෙල්පන ද්‍රව්‍යයක් ලෙස වැදගත් භාවිතයකි, එබැවින් β-SiC දැනට ආලේපනය සඳහා ප්රධාන ද්‍රව්‍ය වේ.
සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය සකස් කිරීමේ ක්රමය
වර්තමානයේ, SiC ආලේපනය සකස් කිරීමේ ක්‍රමවලට ප්රධාන වශයෙන් ජෙල්-සෝල් ක්රමය, කාවැද්දීමේ ක්රමය, බුරුසු ආලේපන ක්රමය, ප්ලාස්මා ඉසීමේ ක්රමය, රසායනික වායු ප්රතික්රියා ක්රමය (CVR) සහ රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ ක්රමය (CVD) ඇතුළත් වේ.
කාවැද්දීමේ ක්රමය:
මෙම ක්රමය යනු අධි උෂ්ණත්ව ඝන අදියර සින්ටර් කිරීමකි, එය ප්රධාන වශයෙන් Si කුඩු සහ C කුඩු මිශ්‍රණය කාවැද්දීමේ කුඩු ලෙස භාවිතා කරයි, මිනිරන් අනුකෘතිය කාවැද්දීමේ කුඩු තුළ තබා ඇති අතර ඉහළ උෂ්ණත්ව සින්ටර් කිරීම නිෂ්ක්‍රීය වායුව තුළ සිදු කෙරේ. , සහ අවසානයේ SiC ආලේපනය ග්රැෆයිට් අනුකෘතියේ මතුපිට ලබා ගනී. මෙම ක්රියාවලිය සරල වන අතර ආලේපනය සහ උපස්ථරය අතර සංයෝජනය හොඳයි, නමුත් ඝනකම දිශාව ඔස්සේ ආලේපනයේ ඒකාකාරිත්වය දුර්වල වන අතර, වැඩි සිදුරු නිපදවීමට සහ දුර්වල ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධයට මග පාදයි.
බුරුසු ආලේපන ක්රමය:
බුරුසු ආලේපන ක්රමය ප්රධාන වශයෙන් ග්රැෆයිට් න්‍යාසයේ මතුපිට ඇති ද්‍රව අමුද්‍රව්‍ය බුරුසුවක් වන අතර පසුව ආලේපනය සකස් කිරීම සඳහා යම් උෂ්ණත්වයකදී අමුද්‍රව්‍ය සුව කරයි. ක්රියාවලිය සරල වන අතර පිරිවැය අඩුය, නමුත් බුරුසු ආලේපන ක්රමය මගින් සකස් කරන ලද ආලේපනය උපස්ථරය සමඟ ඒකාබද්ධව දුර්වලය, ආලේපන ඒකාකාරිත්වය දුර්වලය, ආෙල්පනය තුනී වන අතර ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය අඩුය, සහ උපකාර කිරීමට වෙනත් ක්‍රම අවශ්ය වේ. එය.
ප්ලාස්මා ඉසින ක්රමය:
ප්ලාස්මා ඉසීමේ ක්රමය ප්රධාන වශයෙන් ප්ලාස්මා තුවක්කුවකින් ග්රැෆයිට් න්‍යාසයේ මතුපිට උණු කළ හෝ අර්ධ උණු කළ අමුද්‍රව්‍ය ඉසීම, පසුව ඝණ කර බන්ධනය කර ආලේපනයක් සෑදීමයි. ක්රමය ක්‍රියාත්මක කිරීමට සරල වන අතර සාපේක්ෂ ඝන සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනයක් සකස් කළ හැක, නමුත් ක්රමය මගින් සකස් කරන ලද සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය බොහෝ විට දුර්වල වන අතර දුර්වල ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධයට තුඩු දෙයි, එබැවින් එය සාමාන්‍යයෙන් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා SiC සංයුක්ත ආලේපනය සකස් කිරීම සඳහා යොදා ගනී. ආලේපනයේ ගුණාත්මකභාවය.
ජෙල්-සෝල් ක්රමය:
ජෙල්-සෝල් ක්රමය ප්රධාන වශයෙන් අනුකෘතියේ මතුපිට ආවරණය වන පරිදි ඒකාකාර සහ විනිවිද පෙනෙන සෝල් ද්‍රාවණයක් සකස් කිරීම, ජෙල් බවට වියළීම සහ පසුව සින්ටර් කිරීම සඳහා ආලේපනයක් ලබා ගැනීමයි. මෙම ක්රමය ක්‍රියාත්මක වීමට පහසු වන අතර පිරිවැය අඩු නමුත් නිපදවන ආලේපනය අඩු තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය සහ පහසු ඉරිතැලීම් වැනි අඩුපාඩු ඇති බැවින් එය බහුලව භාවිතා කළ නොහැක.
රසායනික වායු ප්‍රතික්‍රියාව (CVR):
CVR ප්රධාන වශයෙන් SiC ආලේපනය උත්පාදනය කරන්නේ Si සහ SiO2 කුඩු භාවිතයෙන් ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී SiO වාෂ්ප උත්පාදනය කිරීම සඳහා වන අතර C ද්‍රව්‍ය උපස්ථරයේ මතුපිට රසායනික ප්රතික්රියා මාලාවක් සිදුවේ. මෙම ක්රමය මගින් සකස් කරන ලද SiC ආලේපනය උපස්ථරයට සමීපව බැඳී ඇත, නමුත් ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය වැඩි වන අතර පිරිවැය වැඩි වේ.
රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD):
වර්තමානයේ, උපස්ථර මතුපිට SiC ආලේපනය සකස් කිරීමේ ප්රධාන තාක්ෂණය CVD වේ. ප්රධාන ක්රියාවලිය වන්නේ උපස්ථර මතුපිට වායු අදියර ප්‍රතික්‍රියාකාරක ද්‍රව්‍යවල භෞතික හා රසායනික ප්රතික්රියා මාලාවක් වන අතර අවසානයේ SiC ආෙල්පනය උපස්ථර මතුපිට තැන්පත් වීමෙන් සකස් කරනු ලැබේ. CVD තාක්‍ෂණයෙන් සකස් කරන ලද SiC ආලේපනය උපස්ථරයේ මතුපිටට සමීපව බැඳී ඇති අතර එමඟින් උපස්ථර ද්‍රව්‍යයේ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය සහ ඉවත් කිරීමේ ප්‍රතිරෝධය ඵලදායි ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකි නමුත් මෙම ක්‍රමයේ තැන්පත් වීමේ කාලය වැඩි වන අතර ප්රතික්රියා වායුව යම් විෂ සහිත වේ. ගෑස්.
SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනමේ වෙළඳපල තත්ත්වය
විදේශීය නිෂ්පාදකයන් කලින් ආරම්භ කරන විට, ඔවුන්ට පැහැදිලි ඉදිරියෙන් සිටි අතර ඉහළ වෙළඳපල කොටසකි. ජාත්‍යන්තරව, SiC ආලේපිත ග්රැෆයිට් පදනමේ ප්රධාන ධාරාවේ සැපයුම්කරුවන් වන්නේ ලන්දේසි Xycard, Germany SGL කාබන් (SGL), Japan Toyo Carbon, United States MEMC සහ අනෙකුත් සමාගම් වන අතර ඒවා මූලික වශයෙන් ජාත්‍යන්තර වෙළඳපොල අත්පත් කර ගනී. මිනිරන් න්‍යාසයේ මතුපිට SiC ආලේපනයේ ඒකාකාර වර්ධනයේ ප්රධාන මූලික තාක්ෂණය චීනය විසින් බිඳ දමා ඇතත්, උසස් තත්ත්වයේ මිනිරන් අනුකෘතිය තවමත් ජර්මානු SGL, Japan Toyo Carbon සහ අනෙකුත් ව්‍යවසායන් මත රඳා පවතී, දේශීය ව්‍යවසායන් විසින් සපයනු ලබන මිනිරන් අනුකෘතිය සේවාවට බලපායි. තාප සන්නායකතාවය, ඉලාස්ටික් මාපාංකය, දෘඩ මාපාංකය, දැලිස් දෝෂ සහ අනෙකුත් ගුණාත්මක ගැටළු හේතුවෙන් ජීවිතය. MOCVD උපකරණ SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනම භාවිතයේ අවශ්‍යතා සපුරාලිය නොහැක.
MOCVD epitaxial උපකරණ දේශීයකරණ අනුපාතය ක්‍රමයෙන් වැඩි වීම සහ අනෙකුත් ක්‍රියාවලි යෙදුම් ව්යාප්තිය සමඟ චීනයේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය වේගයෙන් සංවර්ධනය වෙමින් පවතී, අනාගත SiC ආලේපිත ග්රැෆයිට් පදනම් නිෂ්පාදන වෙළඳපොළ වේගයෙන් වර්ධනය වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. මූලික කර්මාන්ත ඇස්තමේන්තු වලට අනුව, ඉදිරි වසර කිහිපය තුළ දේශීය මිනිරන් පදනම් වෙළඳපොළ යුවාන් මිලියන 500 ඉක්මවනු ඇත.
SiC ආලේපිත මිනිරන් පදනම සංයෝග අර්ධ සන්නායක කාර්මිකකරණ උපකරණවල මූලික අංගය වන අතර, එහි නිෂ්පාදනයේ සහ නිෂ්පාදනයේ ප්රධාන මූලික තාක්ෂණය ප්‍රගුණ කිරීම සහ සමස්ත අමුද්‍රව්‍ය-ක්‍රියාවලි-උපකරණ කර්මාන්ත දාමය දේශීයකරණය කිරීම අවබෝධ කර ගැනීම සංවර්ධනය සහතික කිරීම සඳහා විශාල උපායමාර්ගික වැදගත්කමක් දරයි. චීනයේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය. දේශීය SiC ආලේපිත ග්රැෆයිට් පදනමේ ක්‍ෂේත්‍රය වේගයෙන් වර්ධනය වෙමින් පවතින අතර නිෂ්පාදනයේ ගුණාත්මකභාවය ඉක්මනින් ජාත්‍යන්තර උසස් මට්ටමට ළඟා විය හැකිය.
පසු කාලය: ජූලි-24-2023