Пиролиттік көміртекті (PyC) қапталған графит сақиналары: жоғары температуралы жартылай өткізгіштерді өндірудегі сенімділікті арттыру

Үлкен пластинкаларға, барған сайын жоғары қуат тығыздығына және күрделі технологиялық тізбектерге итермелеу жартылай өткізгіштерді өндіру жабдықтарында қолданылатын материалдарға бұрын-соңды болмаған талаптарды қояды. Реакторлар мен жылу жүйелерінің ішінде орналасқан компоненттер енді экстремалды температураға, агрессивті химиялық атмосфераға және қайталанатын термиялық циклге төтеп беруі керек - барлығы қатаң өлшемдік төзімділікті сақтай отырып және іс жүзінде ешқандай ластаушы заттарды шығармайды.

Осы қиындықтарға жауап беру үшін пайда болған озық материалдық шешімдердің ішінде пиролитикалық көміртекті (PyC) қапталған графит сақиналары әсіресе күшті тірекке ие болды. Олар қазір кремний карбидінің кристалының өсуі, эпитаксиалды тұндыру, CVD процестері және басқа да жоғары температуралық термиялық өңдеулер үшін кеңінен сипатталған. Vetek Semiconductor компаниясында біз ҒЗТКЖ күш-жігерімізді фабрикаларға тұрақты процестерге қол жеткізуге, бөлшектердің қызмет ету мерзімін ұзартуға және жалпы пайдалану шығындарын азайтуға көмектесетін пиролитикалық көміртекті жабын технологияларына бағыттадық.

Неліктен қорғалмаған графит бүгінгі процестерде жетіспейді?

Графит ұзақ уақыт бойы жақсы жылу өткізгіштікке, төмен салмаққа және өте жоғары температураға төтеп беру қабілетіне байланысты жартылай өткізгіш жылу жүйелері үшін жұмыс материалы болды. Бірақ жалаңаш графит бұдан былай оны бүгінгі жетілдірілген процестердің көпшілігі үшін кесіп тастамайды.

Мысалы, SiC PVT кристалының өсуін, MOCVD эпитаксиясын, CVD тұндыруын, диффузия және тотығу қадамдарын немесе жоғары температурада жасытуды алайық. Олардың әрқайсысында графит құрамдастары 1500°C жоғары температура, сутегі, аммиак, хлор бар газдар және жиі жоғары-төмен термиялық циклдарды қамтитын жағдайларға жүйелі түрде ұшырайды. Уақыт өте келе өңделмеген графит бетінің эрозиясын, бөлшектердің төгілуін, химиялық шабуылды, бұзылған жылу біркелкілігін және айтарлықтай қысқа қызмет мерзімін көрсете бастайды. Өңдеу кезінде пайда болған ұсақ бөлшектердің өзі пластинкаларға түсіп, өнімге зиянын тигізуі мүмкін.

Дәл осы себепті беткі қабаттың жетілдірілген қорғанысы қазіргі заманғы жартылай өткізгіштер өндірісінің сөзсіз бөлігіне айналды.

Пиролитикалық көміртекті жабын дегеніміз не?

Пиролитикалық көміртекті жабын тығыз, жоғары реттелген көміртегі қабаты жоғары тазалықтағы графит субстратына тұндырылатын мамандандырылған Химиялық буларды тұндыру (CVD) жолын қолдану арқылы өндіріледі. PyC-ті кәдімгі көміртекті жабындардан ерекшелендіретін нәрсе - оның жақсы реттелген микроқұрылымы, бұл ерекше термиялық, механикалық және химиялық өнімділікке айналады.

Vetek Semiconductor компаниясында біздің пиролитикалық көміртекті жабындар бірнеше практикалық артықшылықтар беру үшін жасалған:

• Жоғары тазалық – жалпы қоспалар 20 ppm-ден төмен сақталады, тамаша газ өткізбейтіндігі, жабынды өте таза жартылай өткізгіш орталарға жарамды етеді.
• Керемет термиялық тұрақтылық – жабын өте жоғары температурада тұрақты болып қалады; шын мәнінде, оның механикалық беріктігі шын мәнінде температура көтерілген сайын артады, ең жоғары өнімділік шамамен 2750 ° C және сублимация нүктесі 3600 ° C дейін.
• Термиялық соққыға тамаша төзімділік – төмен жылу кеңею коэффициенті, жоғары жылу өткізгіштік және төмен серпімділік модулі арқасында PyC температураның жылдам өзгеруіне өте жақсы төтеп береді.
• Кең химиялық тұрақтылық – ол қышқылдарға, сілтілерге, тұздарға, органикалық реагенттерге және тіпті балқытылған металдарға төзімді.
• Ультра төмен газ шығару – шамамен 1800°C температурада PyC айтарлықтай газ бөлінбестен шамамен 10⁻⁷mmHg вакуум деңгейін сақтай алады.

Барлық осы сипаттамалар PyC қапталған графитті ең қатал жартылай өткізгіш қолданбалар үшін сенімді таңдау етеді.

Пиролиттік көміртекпен қапталған сақиналар қай жерде жиі қолданылады?

1. PVT арқылы SiC кристалының өсуі

Физикалық будың тасымалдануы жартылай өткізгіштер әлеміндегі 2300-2500°C диапазонында типтік жұмыс температурасы бар ең талап етілетін процестердің бірі болып табылады. PyC қапталған графит сақиналары әдетте жылу өрісі жүйелерінде, қабылдағыштарда, тигельдерде, жылу қалқандарында және құрылымдық тіректерде қолданылады. Пайдаланушылар ластану қаупінің төмендігі, тұрақты жылу өрістері, құрамдас бөліктердің ұзағырақ қызмет ету мерзімі және кристалдардың тұрақты өсу жағдайлары туралы хабарлайды. Кейбір жағдайларда өндірушілер өсудің 15-20% жоғары тиімділігін және 90% -дан жоғары вафли өнімділігін көрді.

2. Жартылай өткізгіш эпитаксисі (SiC және GaN)

Эпитаксиалды өсу үшін пластинадағы температураның біркелкілігі пленка сапасы үшін өте маңызды. PyC қапталған графит бөліктері жылуды біркелкі бөлу және бөлшектердің пайда болуын азайту арқылы тұрақты өсу ортасын құруға көмектеседі. Пайда - бұл процестің жақсырақ консистенциясы, ақаулардың тығыздығы 0,05 ақау/см² және пластинаның біркелкілігінен жақсартылған, мұның бәрі тікелей жоғары өнім шығымына әкеледі.

3. Жоғары температуралы диффузия және тотығу

Бұл қапталған сақиналар диффузиялық пештерде, тотығу пештерінде және күйдіру жүйелерінде де кеңінен қолданылады. Олардың термиялық соққыға күшті төзімділігі оларға аз деградациямен қайталанатын қыздыру және салқындату циклдарынан аман өтуге мүмкіндік береді. Іс жүзінде техникалық қызмет көрсету аралықтарын жиі үш айдан алты айға дейін ұзартуға болады, бұл жабдықтың қолжетімділігін арттырады және тоқтап қалу уақытын азайтады.

Пиролитикалық көміртек басқа жартылай өткізгіш жабын технологияларымен салыстырғанда

Әртүрлі процестер әртүрлі жабын шешімдерін қажет етеді, сондықтан Vetek Semiconductor белгілі бір жұмыс орталарына сәйкестендіру үшін бірқатар озық технологияларды ұсынады.

CVD SiC жабыны 99,99999% дейін тазалықты, тамаша химиялық төзімділікті, аз бөлшектердің түзілуін және ұзақ қызмет ету мерзімін ұсынады. Ол әдетте SiC және GaN эпитаксисінде, MOCVD реакторларында және PECVD жүйелерінде қолданылады.

CVD TaC жабыны жоғары тотығуға төзімділікті, тамаша жоғары температура тұрақтылығын және тамаша тозуға төзімділікті қамтамасыз етеді, бұл оны SiC монокристалының өсуі мен үшінші буындағы жартылай өткізгіштерді өндіру үшін таңдаулы таңдау жасайды.

Бірнеше жабын опцияларын ұсына отырып, біз тұтынушыларға олардың технологиялық ағынындағы әрбір нақты қадам үшін ең қолайлы материалды таңдауға мүмкіндік береміз.

Vetek Semiconductor өндіріс тұрғысынан кестеге не әкеледі?

Сенімді жартылай өткізгішті құрамдастарды шығару тек озық материалдарға ғана қатысты емес, сонымен қатар дәл өңдеуге және сапаны қатаң бақылауға байланысты. Vetek Semiconductor компаниясы материалды тазартуды, CNC дәл өңдеуін, пиролитикалық көміртекті жабынды, CVD SiC жабыны, CVD TaC жабыны және кешенді тексеруді қамтитын біріктірілген өндірістік платформаны басқарады.

Біздің дәл өңдеу ±3 мкм-ге дейінгі өлшемдік рұқсаттарды сақтайды және біз күрделі геометрияларды өңдей аламыз. Сондай-ақ бізде үлкен өлшемді өңдеу мүмкіндігі бар: диаметрі 2000 мм және биіктігі 2000 мм дейінгі құрамдас бөліктер біздің мүмкіндігімізде. Барлық өндіріс жартылай өткізгіштер деңгейіндегі тазалық хаттамаларына сәйкес ластануды қатаң бақылауда жүзеге асырылады.

Біздің құрамдас бөліктер қолданбалы материалдар, Lam Research, Veeco, Aixtron, ASM, TEL және LPE компанияларын қоса алғанда, негізгі жабдық платформаларын ауыстырып қосуға арналған, сондықтан тұтынушылар жабдықты елеулі өзгертулерсіз жаңарта алады.

Жетілдірілген жабындардың ұзақ мерзімді құндылығы

Меншіктің жалпы құнын төмендету барлық салада басымдылық болып табылады және жабынның озық технологиялары өлшенетін табыс әкеледі. Пайдаланушылар әдетте 40%-ға дейін төмен шығын материалдарын, 15-20%-ға жоғары кристалды өсу тиімділігін, ұзартылған техникалық қызмет көрсету аралықтарын, жабдықтың тоқтап қалу уақытын қысқарту, пластинаның шығымдылығын және құрамдастардың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Жартылай өткізгіштер өндірісі үлкен SiC пластинкаларына, жоғары қуатты құрылғыларға және одан да көп талап ететін жылу орталарына қарай жылжыған сайын, жер үсті инженериясының маңызы арта түседі. Пиролитикалық көміртекпен қапталған графит сақиналары CVD SiC және CVD TaC технологияларымен бірге тиімдірек, сенімді және масштабталатын өндіріс жүйелерін құруда барған сайын орталық рөл атқаруда.

Vetek Semiconductor туралы

Vetek Semiconductor жоғары температуралы жартылай өткізгіштерді өндіруге арналған озық материалдар мен жабын технологияларына маманданған. Біздің өнім портфолиосына пиролитикалық көміртекті (PyC) жабыны, CVD кремний карбиді (SiC) жабыны, CVD тантал карбиді (TaC) жабыны, жоғары таза графит компоненттері, қатты CVD SiC компоненттері және толық термиялық өріс шешімдері кіреді. Материалтану тәжірибесін, нақты өндірісті және терең технологиялық білімдерді біріктіре отырып, біз келесі буын жартылай өткізгіш өндірісі үшін сенімді шешімдерді ұсынамыз.