Bakit Ang CVD SiC Coatings ay Kailangan para sa MOCVD Graphite Susceptors?

Sa pagmamanupaktura ng LED chip, ang MOCVD epitaxy ay nagsisilbing pangunahing proseso na tumutukoy sa maliwanag na kahusayan. Sa panahon ng produksyon, ang mga graphite susceptor na may dalang sapphire o silicon substrates ay gumagana sa ilalim ng paulit-ulit na thermal cycle sa mga temperaturang malapit sa 1,000°C sa loob ng corrosive atmospheres. Alinsunod dito, ang pagganap ng mga graphite susceptor ay direktang nakakaapekto sa kahusayan ng epitaxy, pagkakapareho ng epitaxy at ang panghuling ani ng mga natapos na device. Ang pagdeposito ng CVD SiC coating sa mga graphite susceptor ay naging pangunahing solusyon sa industriya. Ang artikulong ito ay maikling nagpaliwanag sa katwiran sa likod ng disenyong ito.

Ano ang Mangyayari Kapag Gumagamit ng Uncoated Graphite Susceptors?

Graphiteay mahusay na mga materyales para sa suporta sa mataas na temperatura, ngunit mayroon itong tatlong likas na disbentaha na nagiging lubhang pinalala sa loob ng mga silid ng MOCVD:

1. Chemical Corrosion sa Mataas na Temperatura

Ang mga proseso ng MOCVD ay nagpapakilala ng ammonia, hydrogen at metal-organic na mga precursor. Kapag ang graphite ay nakipag-ugnayan sa mga gas na ito sa halos 1,000°C, ang mga hydrocarbon at maging ang hydrogen cyanide ay nalilikha. Nagdudulot ito ng tuluy-tuloy na kaagnasan ng ibabaw ng grapayt na may unti-unting paglihis ng dimensional, at ang mga byproduct ng reaksyon ay nakakahawa sa epitaxial layer.

2. Impurity Outgassing mula sa Porous Structure

Dahil ang graphite ay nagtatampok ng likas na buhaghag na istraktura, ang mga natitirang metal na dumi, na-adsorbed na kahalumigmigan at oxygen mula sa produksyon ay unti-unting inilalabas sa mga paulit-ulit na ikot ng pag-init. Ang bawat release ay nagti-trigger ng mga pagbabago sa background ng impurity concentration ng epitaxial layer, na lilikha ng hindi maipaliwanag na mga defect point na makikita sa yield curves.

3. Pagpopulbos at Pagpapapangit sa ilalim ng Thermal Cycling

Ang mga susceptor ng MOCVD ay sumasailalim sa maraming mga siklo ng pag-init at paglamig araw-araw. Ang hubad na grapayt ay dumaranas ng nabawasan na puwersa ng pagbubuklod sa pagitan ng mga particle sa ibabaw sa ilalim ng paulit-ulit na thermal shock, na nagreresulta sa pagbuhos ng pulbos. Ang mga particle ng carbon na nahuhulog sa mga epitaxial wafer ay humantong sa nakamamatay na kontaminasyon ng particulate.

Sa madaling salita, ang mga hindi naka-coated na graphite susceptor ay kumikilos bilang hindi mahuhulaan na "impurity bomb" na patuloy na naglalabas ng mga contaminant sa loob ng MOCVD chambers.

Anong mga Bentahe ang Ibinibigay ng CVD SiC Coating?

Habang umuusad ang mga proseso ng pagmamanupaktura ng semiconductor sa nanometer at maging sa mga atomic-scale na node, ang bakas na mga contaminant sa ibabaw kabilang ang mga particulate pollutant at metallic ionic impurities ay magpapababa o maging ganap na hindi gumagana ang mga final semiconductor device. Nagpapataw ito ng mas mahigpit na mga kinakailangan sa pagganap sa mga susceptor ng grapayt na ginagamit sa mga prosesong epitaxial. Umaasa sa advanced na chemical vapor deposition technology, isang pantay na siksik na SiC coating na idineposito sa mga graphite susceptor. Ang coating na ito ay gumaganap bilang isang matatag na proteksiyon na ceramic armor at naghahatid ng mga sumusunod na pangunahing bentahe:

1. Maaasahang Pisikal na Proteksyon

Ang SiC coating ay ganap na naghihiwalay sa graphite base mula sa proseso ng atmospheres, na pumipigil sa ammonia at hydrogen mula sa pakikipag-ugnayan sa base graphite at pinipigilan ang chemical etching. Samantala, ang mga dumi na nakulong sa loob ng graphite matrix ay tinatakan sa ilalim ng coating at hindi maaaring tumagas sa silid.

2. Napakataas na Kalinisan

Ang kadalisayan ng CVD SiC coatings ay nakakamit ng ppb-level na kadalisayan (9N grade, higit sa 99.999995%), na higit na nangunguna sa pagganap ng karamihan sa mga graphite na materyales. Nangangahulugan ito na ang kontaminasyon ng ostiya sa pamamagitan ngCVD SiC coated graphite susceptoribabaw ay nabawasan sa isang halos bale-wala na antas.

3. Superior Thermal Shock Resistance

Ang mga susceptor ng MOCVD ay may posibilidad na mapanatili ang pinsala mula sa mabilis na pagbabagu-bago ng temperatura. Sa pamamagitan ng mga pagsasaayos ng proseso,CVD SiCAng mga coatings ay maaaring matatag na mag-bonding sa mga graphite base at umangkop sa thermal expansion coefficient ng graphite, na epektibong binabawasan ang panganib ng pag-crack na dulot ng matinding pagbabago sa temperatura.

4. Kapansin-pansin na Paglaban sa Oksihenasyon

Sa panahon ng mga kapaligirang naglalaman ng oxygen sa ibaba 1600°C, natural na nabubuo ang isang ultra-manipis na proteksiyon na SiO₂ film sa ibabaw ng patong ng CVD SiC coated graphite susceptors. Ang CVD SiC coating na ito ay maaaring maiwasan ang karagdagang oksihenasyon upang masira ang panloob na mga susceptor ng grapayt, na kumikilos bilang isang huling paraan kahit na sa mahirap na mga pangyayari tulad ng isang hindi planadong pagpasok ng hangin sa panahon ng proseso.