సెమీకండక్టర్ భాగాలు - SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్

SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ స్థావరాలు సాధారణంగా లోహ-సేంద్రీయ రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (MOCVD) పరికరాలలో సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు మద్దతు ఇవ్వడానికి మరియు వేడి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం, ఉష్ణ ఏకరూపత మరియు ఇతర పనితీరు పారామితులు ఎపిటాక్సియల్ మెటీరియల్ పెరుగుదల నాణ్యతలో నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తాయి, కాబట్టి ఇది MOCVD పరికరాల యొక్క ప్రధాన కీలక భాగం.

పొర తయారీ ప్రక్రియలో, పరికరాల తయారీని సులభతరం చేయడానికి కొన్ని పొర ఉపరితలాలపై ఎపిటాక్సియల్ పొరలు మరింతగా నిర్మించబడతాయి. సాధారణ LED కాంతి-ఉద్గార పరికరాలు సిలికాన్ ఉపరితలాలపై GaAs యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పొరలను సిద్ధం చేయాలి; అధిక వోల్టేజ్, అధిక కరెంట్ మరియు ఇతర పవర్ అప్లికేషన్‌ల కోసం SBD, MOSFET మొదలైన పరికరాల నిర్మాణం కోసం SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరను వాహక SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌పై పెంచారు; కమ్యూనికేషన్ వంటి RF అప్లికేషన్‌ల కోసం HEMT మరియు ఇతర పరికరాలను మరింతగా నిర్మించేందుకు GaN ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ సెమీ-ఇన్సులేటెడ్ SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌పై నిర్మించబడింది. ఈ ప్రక్రియ CVD పరికరాల నుండి విడదీయరానిది.

CVD పరికరాలలో, ఉపరితలం నేరుగా లోహంపై ఉంచబడదు లేదా ఎపిటాక్సియల్ నిక్షేపణ కోసం ఒక బేస్‌పై ఉంచబడదు, ఎందుకంటే ఇందులో గ్యాస్ ప్రవాహం (క్షితిజ సమాంతర, నిలువు), ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, స్థిరీకరణ, కాలుష్య కారకాల తొలగింపు మరియు ఇతర అంశాలు ఉంటాయి. ప్రభావ కారకాలు. అందువల్ల, ఒక బేస్‌ను ఉపయోగించడం అవసరం, ఆపై సబ్‌స్ట్రేట్‌ను డిస్క్‌పై ఉంచండి, ఆపై సివిడి టెక్నాలజీని సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఎపిటాక్సియల్ డిపాజిషన్‌కు ఉపయోగించండి, ఇది SiC కోటెడ్ గ్రాఫైట్ బేస్ (ట్రే అని కూడా పిలుస్తారు).

SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ స్థావరాలు సాధారణంగా లోహ-సేంద్రీయ రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (MOCVD) పరికరాలలో సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లకు మద్దతు ఇవ్వడానికి మరియు వేడి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ బేస్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం, ఉష్ణ ఏకరూపత మరియు ఇతర పనితీరు పారామితులు ఎపిటాక్సియల్ మెటీరియల్ పెరుగుదల నాణ్యతలో నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తాయి, కాబట్టి ఇది MOCVD పరికరాల యొక్క ప్రధాన కీలక భాగం.

మెటల్-ఆర్గానిక్ కెమికల్ ఆవిరి నిక్షేపణ (MOCVD) అనేది బ్లూ LEDలో GaN ఫిల్మ్‌ల యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు ప్రధాన స్రవంతి సాంకేతికత. ఇది సాధారణ ఆపరేషన్, నియంత్రించదగిన వృద్ధి రేటు మరియు GaN ఫిల్మ్‌ల యొక్క అధిక స్వచ్ఛత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. MOCVD పరికరాల రియాక్షన్ ఛాంబర్‌లో ఒక ముఖ్యమైన అంశంగా, GaN ఫిల్మ్ ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు ఉపయోగించే బేరింగ్ బేస్ అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, ఏకరీతి ఉష్ణ వాహకత, మంచి రసాయన స్థిరత్వం, బలమైన ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మొదలైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉండాలి. గ్రాఫైట్ పదార్థం కలిసే అవకాశం ఉంది. పై పరిస్థితులు.

MOCVD పరికరాల యొక్క ప్రధాన భాగాలలో ఒకటిగా, గ్రాఫైట్ బేస్ అనేది సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క క్యారియర్ మరియు హీటింగ్ బాడీ, ఇది ఫిల్మ్ మెటీరియల్ యొక్క ఏకరూపత మరియు స్వచ్ఛతను నేరుగా నిర్ణయిస్తుంది, కాబట్టి దాని నాణ్యత నేరుగా ఎపిటాక్సియల్ షీట్ తయారీని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు అదే సమయంలో సమయం, ఉపయోగాల సంఖ్య పెరుగుదల మరియు పని పరిస్థితుల మార్పుతో, వినియోగ వస్తువులకు చెందినది ధరించడం చాలా సులభం.

గ్రాఫైట్ అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత మరియు స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఇది MOCVD పరికరాల యొక్క మూల భాగం వలె మంచి ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది, అయితే ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో, గ్రాఫైట్ తినివేయు వాయువులు మరియు మెటాలిక్ ఆర్గానిక్స్ యొక్క అవశేషాల కారణంగా పొడిని క్షీణిస్తుంది మరియు సేవా జీవితం గ్రాఫైట్ బేస్ బాగా తగ్గుతుంది. అదే సమయంలో, గ్రాఫైట్ పౌడర్ పడిపోవడం వల్ల చిప్‌కి కాలుష్యం ఏర్పడుతుంది.

పూత సాంకేతికత యొక్క ఆవిర్భావం ఉపరితల పొడి స్థిరీకరణను అందిస్తుంది, ఉష్ణ వాహకతను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు ఉష్ణ పంపిణీని సమం చేస్తుంది, ఇది ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి ప్రధాన సాంకేతికతగా మారింది. MOCVD పరికరాల వినియోగ పర్యావరణంలో గ్రాఫైట్ బేస్, గ్రాఫైట్ బేస్ ఉపరితల పూత క్రింది లక్షణాలను కలిగి ఉండాలి:

(1) గ్రాఫైట్ స్థావరాన్ని పూర్తిగా చుట్టవచ్చు మరియు సాంద్రత మంచిది, లేకపోతే గ్రాఫైట్ బేస్ తినివేయు వాయువులో తుప్పు పట్టడం సులభం.

(2) అనేక అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత చక్రాల తర్వాత పూత పడిపోవడం సులభం కాదని నిర్ధారించడానికి గ్రాఫైట్ బేస్‌తో కలయిక బలం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

(3) అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు తినివేయు వాతావరణంలో పూత వైఫల్యాన్ని నివారించడానికి ఇది మంచి రసాయన స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

SiC తుప్పు నిరోధకత, అధిక ఉష్ణ వాహకత, థర్మల్ షాక్ నిరోధకత మరియు అధిక రసాయన స్థిరత్వం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు GaN ఎపిటాక్సియల్ వాతావరణంలో బాగా పని చేస్తుంది. అదనంగా, SiC యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం గ్రాఫైట్ నుండి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి SiC అనేది గ్రాఫైట్ బేస్ యొక్క ఉపరితల పూత కోసం ఇష్టపడే పదార్థం.

ప్రస్తుతం, సాధారణ SiC ప్రధానంగా 3C, 4H మరియు 6H రకం, మరియు వివిధ క్రిస్టల్ రకాల SiC ఉపయోగాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, 4H-SiC అధిక-శక్తి పరికరాలను తయారు చేయగలదు; 6H-SiC అత్యంత స్థిరమైనది మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాలను తయారు చేయగలదు; GaNతో సమానమైన నిర్మాణం కారణంగా, 3C-SiC GaN ఎపిటాక్సియల్ పొరను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు SiC-GaN RF పరికరాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. 3C-SiCని సాధారణంగా β-SiC అని కూడా పిలుస్తారు మరియు β-SiC యొక్క ముఖ్యమైన ఉపయోగం ఫిల్మ్ మరియు కోటింగ్ మెటీరియల్‌గా ఉంది, కాబట్టి β-SiC ప్రస్తుతం పూత కోసం ప్రధాన పదార్థం.