Cosa sono i suscettori in grafite rivestiti in SiC?

Il vassoio (base) che supporta i wafer SiC, noto anche come "imprenditore di pompe funebri," è un componente fondamentale delle apparecchiature per la produzione di semiconduttori. E cos'è esattamente questo suscettore che trasporta i wafer?

Nel processo di produzione dei wafer, i substrati devono essere ulteriormente realizzati con strati epitassiali per la fabbricazione del dispositivo. Gli esempi tipici includonoEmettitori LED, che richiedono strati epitassiali di GaAs sopra substrati di silicio; su substrati conduttivi di SiC, vengono coltivati ​​strati epitassiali di SiC per dispositivi come SBD e MOSFET, utilizzati in applicazioni ad alta tensione e alta corrente; SUsubstrati SiC semiisolanti, gli strati epitassiali GaN sono costruiti per costruire dispositivi come gli HEMT, utilizzati in applicazioni RF come le comunicazioni. Questo processo fa molto affidamento sulle apparecchiature CVD.

Nelle apparecchiature CVD, i substrati non possono essere posizionati direttamente sul metallo o su una semplice base per la deposizione epitassiale, poiché comporta vari fattori di influenza come la direzione del flusso del gas (orizzontale, verticale), la temperatura, la pressione, la stabilità e la rimozione dei contaminanti. Pertanto, è necessaria una base su cui posizionare il substrato prima di utilizzare la tecnologia CVD per depositare strati epitassiali sul substrato. Questa base è conosciuta come aRicevitore in grafite rivestita in SiC(chiamato anche base/vassoio/supporto).

I suscettori in grafite rivestiti in SiC sono comunemente utilizzati nelle apparecchiature di deposizione chimica in fase vapore metalloorganica (MOCVD) per supportare e riscaldare substrati a cristallo singolo. La stabilità termica e l'uniformità dei suscettori di grafite rivestiti di SiC svolgono un ruolo cruciale nel determinare la qualità della crescita del materiale epitassiale, rendendoli componenti critici delle apparecchiature MOCVD.

La tecnologia MOCVD è attualmente la tecnica principale per la crescita dell'epitassia a film sottile di GaN nella produzione di LED blu. Offre vantaggi quali funzionamento semplice, tasso di crescita controllabile ed elevata purezza dei film sottili GaN prodotti. I suscettori utilizzati per la crescita epitassiale del film sottile GaN, come componente importante all'interno della camera di reazione dell'apparecchiatura MOCVD, devono avere resistenza alle alte temperature, conduttività termica uniforme, buona stabilità chimica e forte resistenza allo shock termico. I materiali in grafite possono soddisfare questi requisiti.

I suscettori di grafite sono uno dei componenti principali delle apparecchiature MOCVD e fungono da trasportatori ed emettitori di calore per i wafer di substrato, influenzando direttamente l'uniformità e la purezza dei materiali a film sottile. Di conseguenza, la loro qualità influisce direttamente sulla preparazione degli Epi-Wafer. Tuttavia, durante la produzione, la grafite può corrodersi e degradarsi a causa della presenza di gas corrosivi e composti metallorganici residui, riducendo significativamente la durata dei suscettori di grafite. Inoltre, la polvere di grafite caduta può causare contaminazione sui trucioli.

L’emergere della tecnologia di rivestimento fornisce una soluzione a questo problema fornendo il fissaggio della polvere superficiale, una migliore conduttività termica e una distribuzione equilibrata del calore. Il rivestimento sulla superficie dei suscettori di grafite utilizzati nell'ambiente delle apparecchiature MOCVD deve possedere le seguenti caratteristiche:

1. La capacità di racchiudere completamente la base di grafite con una buona densità, poiché il suscettore di grafite è suscettibile alla corrosione in ambienti con gas corrosivi.

2. Forte legame con il suscettore di grafite per garantire che il rivestimento non si stacchi facilmente dopo molteplici cicli ad alta e bassa temperatura.

3. Eccellente stabilità chimica per evitare che il rivestimento diventi inefficace in atmosfere corrosive e ad alta temperatura. Il SiC possiede vantaggi come resistenza alla corrosione, elevata conduttività termica, resistenza allo shock termico ed elevata stabilità chimica, che lo rendono ideale per lavorare in atmosfere epitassiali GaN. Inoltre, il coefficiente di dilatazione termica del SiC è molto vicino a quello della grafite, rendendolo il materiale preferito per rivestire la superficie dei suscettori di grafite.

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