سیمی کنڈکٹر پرزے - SiC لیپت گریفائٹ بیس

SiC لیپت گریفائٹ اڈے عام طور پر دھاتی-نامیاتی کیمیائی بخارات جمع کرنے (MOCVD) آلات میں واحد کرسٹل سبسٹریٹس کو سہارا دینے اور گرم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ تھرمل استحکام، تھرمل یکسانیت اور SiC کوٹڈ گریفائٹ بیس کے کارکردگی کے دیگر پیرامیٹرز ایپیٹیکسیل مواد کی نشوونما کے معیار میں فیصلہ کن کردار ادا کرتے ہیں، لہذا یہ MOCVD آلات کا بنیادی کلیدی جزو ہے۔

ویفر مینوفیکچرنگ کے عمل میں، آلات کی تیاری میں سہولت کے لیے کچھ ویفر سبسٹریٹس پر ایپیٹیکسیل پرتیں مزید تعمیر کی جاتی ہیں۔ عام ایل ای ڈی روشنی خارج کرنے والے آلات کو سلکان سبسٹریٹس پر GaAs کی ایپیٹیکسیل تہوں کو تیار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہائی وولٹیج، ہائی کرنٹ اور دیگر پاور ایپلی کیشنز کے لیے SBD، MOSFET وغیرہ جیسے آلات کی تعمیر کے لیے SiC ایپیٹیکسیل تہہ کنڈکٹیو SiC سبسٹریٹ پر اگائی جاتی ہے۔ GaN epitaxial تہہ نیم موصل SiC سبسٹریٹ پر تعمیر کی گئی ہے تاکہ HEMT اور دیگر آلات کو RF ایپلی کیشنز جیسے مواصلات کے لیے مزید تعمیر کیا جا سکے۔ یہ عمل CVD آلات سے الگ نہیں کیا جا سکتا۔

CVD آلات میں، سبسٹریٹ کو براہ راست دھات پر نہیں رکھا جا سکتا ہے اور نہ ہی اسے صرف epitaxial جمع کرنے کے لیے بنیاد پر رکھا جا سکتا ہے، کیونکہ اس میں گیس کا بہاؤ (افقی، عمودی)، درجہ حرارت، دباؤ، فکسشن، آلودگیوں کا بہاؤ اور دیگر پہلو شامل ہوتے ہیں۔ اثر و رسوخ کے عوامل. لہذا، ایک بنیاد کی ضرورت ہے، اور پھر سبسٹریٹ کو ڈسک پر رکھا جاتا ہے، اور پھر CVD ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے سبسٹریٹ پر اپیٹیکسیل جمع کیا جاتا ہے، اور یہ بنیاد SiC لیپت گریفائٹ بیس ہے (جسے ٹرے بھی کہا جاتا ہے)۔

SiC لیپت گریفائٹ اڈے عام طور پر دھاتی-نامیاتی کیمیائی بخارات جمع کرنے (MOCVD) آلات میں واحد کرسٹل سبسٹریٹس کو سہارا دینے اور گرم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ تھرمل استحکام، تھرمل یکسانیت اور SiC کوٹڈ گریفائٹ بیس کے کارکردگی کے دیگر پیرامیٹرز ایپیٹیکسیل مواد کی نشوونما کے معیار میں فیصلہ کن کردار ادا کرتے ہیں، لہذا یہ MOCVD آلات کا بنیادی کلیدی جزو ہے۔

میٹل آرگینک کیمیکل واپر ڈیپوزیشن (MOCVD) بلیو ایل ای ڈی میں GaN فلموں کے اپیٹیکسیل نمو کے لیے مرکزی دھارے کی ٹیکنالوجی ہے۔ اس میں سادہ آپریشن، قابل کنٹرول ترقی کی شرح اور GaN فلموں کی اعلی پاکیزگی کے فوائد ہیں۔ MOCVD آلات کے ری ایکشن چیمبر میں ایک اہم جزو کے طور پر، GAN فلم اپیٹیکسیل گروتھ کے لیے استعمال ہونے والے بیئرنگ بیس کو اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، یکساں تھرمل چالکتا، اچھی کیمیائی استحکام، مضبوط تھرمل جھٹکا مزاحمت، وغیرہ کے فوائد کی ضرورت ہوتی ہے۔ مندرجہ بالا شرائط.

MOCVD آلات کے بنیادی اجزاء میں سے ایک کے طور پر، گریفائٹ بیس سبسٹریٹ کا کیریئر اور ہیٹنگ باڈی ہے، جو براہ راست فلمی مواد کی یکسانیت اور پاکیزگی کا تعین کرتا ہے، اس لیے اس کا معیار براہ راست ایپیٹیکسیل شیٹ کی تیاری پر اثر انداز ہوتا ہے، اور اسی طرح وقت، استعمال کی تعداد میں اضافے اور کام کے حالات میں تبدیلی کے ساتھ، یہ پہننا بہت آسان ہے، استعمال کی اشیاء سے تعلق رکھتا ہے۔

اگرچہ گریفائٹ میں بہترین تھرمل چالکتا اور استحکام ہے، اس کا MOCVD آلات کے بنیادی جزو کے طور پر ایک اچھا فائدہ ہے، لیکن پیداواری عمل میں، گریفائٹ سنکنائی گیسوں اور دھاتی آرگینکس کی باقیات کی وجہ سے پاؤڈر کو خراب کر دے گا، اور اس کی سروس لائف گریفائٹ بیس بہت کم ہو جائے گا. ایک ہی وقت میں، گرنے والا گریفائٹ پاؤڈر چپ کو آلودگی کا باعث بنے گا۔

کوٹنگ ٹیکنالوجی کا ظہور سطح پاؤڈر فکسشن فراہم کر سکتا ہے، تھرمل چالکتا کو بڑھا سکتا ہے، اور گرمی کی تقسیم کو برابر کر سکتا ہے، جو اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے اہم ٹیکنالوجی بن گئی ہے۔ MOCVD آلات میں گریفائٹ بیس ماحول استعمال کرتے ہیں، گریفائٹ بیس سطح کی کوٹنگ کو درج ذیل خصوصیات کو پورا کرنا چاہیے:

(1) گریفائٹ بیس کو مکمل طور پر لپیٹا جاسکتا ہے، اور کثافت اچھی ہے، بصورت دیگر گریفائٹ بیس کو سنکنرن گیس میں خراب کرنا آسان ہے۔

(2) گریفائٹ بیس کے ساتھ امتزاج کی طاقت زیادہ ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ کوٹنگ کو کئی اعلی درجہ حرارت اور کم درجہ حرارت کے چکروں کے بعد گرنا آسان نہیں ہے۔

(3) اعلی درجہ حرارت اور سنکنرن ماحول میں کوٹنگ کی ناکامی سے بچنے کے لیے اس میں اچھی کیمیائی استحکام ہے۔

SiC میں سنکنرن مزاحمت، اعلی تھرمل چالکتا، تھرمل جھٹکا مزاحمت اور اعلی کیمیائی استحکام کے فوائد ہیں، اور یہ GaN epitaxial ماحول میں اچھی طرح سے کام کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، SiC کا تھرمل ایکسپینشن گتانک گریفائٹ سے بہت کم مختلف ہے، اس لیے SiC گریفائٹ بیس کی سطح کوٹنگ کے لیے ترجیحی مواد ہے۔

اس وقت، عام SiC بنیادی طور پر 3C، 4H اور 6H قسم ہے، اور مختلف کرسٹل اقسام کے SiC استعمال مختلف ہیں۔ مثال کے طور پر، 4H-SiC ہائی پاور ڈیوائسز تیار کر سکتا ہے۔ 6H-SiC سب سے زیادہ مستحکم ہے اور فوٹو الیکٹرک آلات تیار کر سکتا ہے۔ GaN سے ملتے جلتے ڈھانچے کی وجہ سے، 3C-SiC کو GaN epitaxial تہہ تیار کرنے اور SiC-GaN RF آلات تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 3C-SiC کو عام طور پر β-SiC کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، اور β-SiC کا ایک اہم استعمال بطور فلم اور کوٹنگ میٹریل ہے، لہذا β-SiC فی الحال کوٹنگ کے لیے اہم مواد ہے۔

سلکان کاربائیڈ کوٹنگ کی تیاری کا طریقہ

فی الحال، ایس آئی سی کوٹنگ کی تیاری کے طریقوں میں بنیادی طور پر جیل سول طریقہ، ایمبیڈنگ کا طریقہ، برش کوٹنگ کا طریقہ، پلازما چھڑکنے کا طریقہ، کیمیائی گیس کے رد عمل کا طریقہ (CVR) اور کیمیائی بخارات جمع کرنے کا طریقہ (CVD) شامل ہیں۔

سرایت کرنے کا طریقہ:

یہ طریقہ ایک قسم کا اعلی درجہ حرارت ٹھوس فیز سنٹرنگ ہے، جس میں بنیادی طور پر سی پاؤڈر اور سی پاؤڈر کے مرکب کو ایمبیڈنگ پاؤڈر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، گریفائٹ میٹرکس کو ایمبیڈنگ پاؤڈر میں رکھا جاتا ہے، اور ہائی ٹمپریچر سنٹرنگ غیر فعال گیس میں کی جاتی ہے۔ ، اور آخر کار گریفائٹ میٹرکس کی سطح پر SiC کوٹنگ حاصل کی جاتی ہے۔ یہ عمل آسان ہے اور کوٹنگ اور سبسٹریٹ کے درمیان امتزاج اچھا ہے، لیکن موٹائی کی سمت کے ساتھ کوٹنگ کی یکسانیت ناقص ہے، جس سے زیادہ سوراخ پیدا کرنا آسان ہے اور آکسیڈیشن کی خراب مزاحمت کا باعث بنتی ہے۔

برش کوٹنگ کا طریقہ:

برش کوٹنگ کا طریقہ بنیادی طور پر گریفائٹ میٹرکس کی سطح پر مائع خام مال کو برش کرنا ہے، اور پھر کوٹنگ تیار کرنے کے لیے ایک خاص درجہ حرارت پر خام مال کو ٹھیک کرنا ہے۔ یہ عمل آسان ہے اور لاگت کم ہے، لیکن برش کوٹنگ کے طریقہ کار سے تیار کردہ کوٹنگ سبسٹریٹ کے ساتھ مل کر کمزور ہے، کوٹنگ کی یکسانیت ناقص ہے، کوٹنگ پتلی ہے اور آکسیڈیشن مزاحمت کم ہے، اور مدد کے لیے دیگر طریقوں کی ضرورت ہے۔ یہ

پلازما چھڑکنے کا طریقہ:

پلازما چھڑکنے کا طریقہ بنیادی طور پر پگھلا ہوا یا نیم پگھلا ہوا خام مال گریفائٹ میٹرکس کی سطح پر پلازما گن کے ساتھ اسپرے کرنا ہے، اور پھر کوٹنگ بنانے کے لیے مضبوط اور بانڈ کرنا ہے۔ یہ طریقہ کام کرنے کے لیے آسان ہے اور نسبتاً گھنے سلیکون کاربائیڈ کوٹنگ تیار کر سکتا ہے، لیکن طریقہ کار کے ذریعے تیار کردہ سلیکون کاربائیڈ کوٹنگ اکثر بہت کمزور ہوتی ہے اور کمزور آکسیکرن مزاحمت کا باعث بنتی ہے، اس لیے اسے عام طور پر SiC کمپوزٹ کوٹنگ کی تیاری کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ کوٹنگ کا معیار.

جیل سول کا طریقہ:

جیل سول کا طریقہ بنیادی طور پر میٹرکس کی سطح کو ڈھانپنے والا یکساں اور شفاف سول حل تیار کرنا ہے، جیل میں خشک کرنا اور پھر کوٹنگ حاصل کرنے کے لیے سنٹرنگ کرنا ہے۔ یہ طریقہ چلانے کے لیے آسان اور لاگت میں کم ہے، لیکن تیار کردہ کوٹنگ میں کچھ خامیاں ہیں جیسے کم تھرمل جھٹکا مزاحمت اور آسان کریکنگ، اس لیے اسے وسیع پیمانے پر استعمال نہیں کیا جا سکتا۔

کیمیکل گیس ری ایکشن (CVR):

CVR بنیادی طور پر Si اور SiO2 پاؤڈر کا استعمال کرتے ہوئے اعلی درجہ حرارت پر SiO بھاپ پیدا کرنے کے ذریعے SiC کوٹنگ تیار کرتا ہے، اور C میٹریل سبسٹریٹ کی سطح پر کیمیائی رد عمل کا ایک سلسلہ ہوتا ہے۔ اس طریقہ سے تیار کردہ SiC کوٹنگ سبسٹریٹ سے قریب سے جڑی ہوئی ہے، لیکن رد عمل کا درجہ حرارت زیادہ ہے اور قیمت زیادہ ہے۔

کیمیائی بخارات جمع (CVD):

اس وقت، سبسٹریٹ سطح پر SiC کوٹنگ کی تیاری کے لیے CVD اہم ٹیکنالوجی ہے۔ بنیادی عمل سبسٹریٹ کی سطح پر گیس فیز ری ایکٹنٹ مواد کے جسمانی اور کیمیائی رد عمل کا ایک سلسلہ ہے، اور آخر میں SiC کوٹنگ کو سبسٹریٹ کی سطح پر جمع کرکے تیار کیا جاتا ہے۔ سی وی ڈی ٹکنالوجی کے ذریعہ تیار کردہ سی سی کوٹنگ سبسٹریٹ کی سطح سے قریب سے جڑی ہوئی ہے ، جو سبسٹریٹ مواد کی آکسیڈیشن مزاحمت اور ابلاتی مزاحمت کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتی ہے ، لیکن اس طریقہ کار کے جمع ہونے کا وقت زیادہ ہوتا ہے ، اور رد عمل گیس میں ایک خاص زہریلا ہوتا ہے۔ گیس

SiC لیپت گریفائٹ بیس کی مارکیٹ کی صورتحال

جب غیر ملکی مینوفیکچررز نے ابتدائی شروعات کی، تو ان کے پاس واضح برتری اور مارکیٹ میں زیادہ حصہ تھا۔ بین الاقوامی سطح پر، SiC کوٹڈ گریفائٹ بیس کے مین سٹریم سپلائرز ڈچ Xycard، جرمنی SGL کاربن (SGL)، جاپان ٹویو کاربن، ریاستہائے متحدہ MEMC اور دیگر کمپنیاں ہیں، جو بنیادی طور پر بین الاقوامی مارکیٹ پر قابض ہیں۔ اگرچہ چین نے گریفائٹ میٹرکس کی سطح پر SiC کوٹنگ کی یکساں نمو کی کلیدی بنیادی ٹیکنالوجی کو توڑ دیا ہے، لیکن اعلیٰ معیار کا گریفائٹ میٹرکس اب بھی جرمن SGL، جاپان ٹویو کاربن اور دیگر کاروباری اداروں پر انحصار کرتا ہے، گھریلو اداروں کی طرف سے فراہم کردہ گریفائٹ میٹرکس سروس کو متاثر کرتا ہے۔ تھرمل چالکتا، لچکدار ماڈیولس، سخت ماڈیولس، جعلی نقائص اور دیگر معیار کے مسائل کی وجہ سے زندگی۔ MOCVD کا سامان SiC لیپت گریفائٹ بیس کے استعمال کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔

چین کی سیمی کنڈکٹر انڈسٹری تیزی سے ترقی کر رہی ہے، MOCVD ایپیٹیکسیل آلات کی لوکلائزیشن کی شرح میں بتدریج اضافہ، اور دیگر پروسیس ایپلی کیشنز کی توسیع کے ساتھ، مستقبل میں SiC لیپت گریفائٹ بیس مصنوعات کی مارکیٹ میں تیزی سے ترقی کی توقع ہے۔ صنعت کے ابتدائی تخمینوں کے مطابق، گھریلو گریفائٹ بیس مارکیٹ اگلے چند سالوں میں 500 ملین یوآن سے تجاوز کر جائے گی۔

SiC کوٹڈ گریفائٹ بیس کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹر انڈسٹریلائزیشن کے سازوسامان کا بنیادی جزو ہے، اس کی پیداوار اور مینوفیکچرنگ کی کلیدی بنیادی ٹیکنالوجی میں مہارت حاصل کرنا، اور پوری خام مال-عمل-آلات کی صنعت کے سلسلے کی لوکلائزیشن کا ادراک اس کی ترقی کو یقینی بنانے کے لیے بہت اہم اسٹریٹجک اہمیت کا حامل ہے۔ چین کی سیمی کنڈکٹر انڈسٹری۔ گھریلو SiC لیپت گریفائٹ بیس کا میدان عروج پر ہے، اور مصنوعات کا معیار جلد ہی بین الاقوامی اعلی درجے کی سطح تک پہنچ سکتا ہے۔