Semicera Semiconductor planlegger å øke produksjonen av kjernekomponenter for halvlederproduksjonsutstyr globalt. Innen 2027 har vi som mål å etablere en ny 20.000 kvadratmeter stor fabrikk med en total investering på 70 millioner USD. En av våre kjernekomponenter, densilisiumkarbid (SiC) waferbærer, også kjent som en susceptor, har sett betydelige fremskritt. Så, hva er egentlig dette brettet som holder oblatene?
I wafer-produksjonsprosessen bygges epitaksiale lag på visse wafer-substrater for å lage enheter. For eksempel er GaAs-epitaksiale lag forberedt på silisiumsubstrater for LED-enheter, SiC-epitaksiale lag dyrkes på ledende SiC-substrater for strømapplikasjoner som SBD-er og MOSFET-er, og GaN-epitaksiale lag er konstruert på halvisolerende SiC-substrater for RF-applikasjoner som HEMT-er . Denne prosessen er sterkt avhengig avkjemisk dampavsetning (CVD)utstyr.
I CVD-utstyr kan ikke substrater plasseres direkte på metall eller en enkel base for epitaksial avsetning på grunn av forskjellige faktorer som gassstrøm (horisontal, vertikal), temperatur, trykk, stabilitet og forurensning. Derfor brukes en susceptor til å plassere substratet på, noe som muliggjør epitaksial avsetning ved bruk av CVD-teknologi. Denne mottakeren erSiC-belagt grafittsusceptor.
SiC-belagte grafittsusceptorer brukes vanligvis i Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) utstyr for å støtte og varme enkeltkrystallsubstrater. Den termiske stabiliteten og jevnheten til SiC-belagte grafittsusceptorerer avgjørende for vekstkvaliteten til epitaksiale materialer, noe som gjør dem til en kjernekomponent i MOCVD-utstyr (ledende MOCVD-utstyrsselskaper som Veeco og Aixtron). For tiden er MOCVD-teknologi mye brukt i epitaksial vekst av GaN-filmer for blå lysdioder på grunn av dens enkelhet, kontrollerbare veksthastighet og høye renhet. Som en vesentlig del av MOCVD-reaktoren ersusceptor for GaN film epitaksial vekstmå ha høy temperaturbestandighet, jevn varmeledningsevne, kjemisk stabilitet og sterk termisk sjokkmotstand. Grafitt oppfyller disse kravene perfekt.
Som en kjernekomponent i MOCVD-utstyr, støtter og varmer grafittsusceptoren enkeltkrystallsubstrater, noe som direkte påvirker jevnheten og renheten til filmmaterialer. Kvaliteten påvirker direkte fremstillingen av epitaksiale wafere. Men med økt bruk og varierende arbeidsforhold, blir grafittsusceptorer lett utslitt og regnes som forbruksvarer.
MOCVD-susceptorermå ha visse beleggegenskaper for å oppfylle følgende krav:
- - God dekning:Belegget må fullstendig dekke grafittsusceptoren med høy tetthet for å forhindre korrosjon i et korrosivt gassmiljø.
- -Høy bindestyrke:Belegget må binde seg sterkt til grafittsusceptoren, tåle flere høytemperatur- og lavtemperatursykluser uten å flasse av.
- - Kjemisk stabilitet:Belegget må være kjemisk stabilt for å unngå svikt i høytemperatur og korrosive atmosfærer.
SiC, med sin korrosjonsbestandighet, høye termiske ledningsevne, termiske sjokkmotstand og høye kjemiske stabilitet, fungerer godt i GaN epitaksialmiljø. I tillegg er den termiske ekspansjonskoeffisienten til SiC lik grafitt, noe som gjør SiC til det foretrukne materialet for grafittsusceptorbelegg.
For tiden inkluderer vanlige typer SiC 3C, 4H og 6H, hver egnet for forskjellige bruksområder. For eksempel kan 4H-SiC produsere enheter med høy effekt, 6H-SiC er stabil og brukes til optoelektroniske enheter, mens 3C-SiC er lik GaN i struktur, noe som gjør den egnet for GaN epitaksiallagsproduksjon og SiC-GaN RF-enheter. 3C-SiC, også kjent som β-SiC, brukes hovedsakelig som film og beleggmateriale, noe som gjør det til et primærmateriale for belegg.
Det finnes ulike metoder for å forberedeSiC-belegg, inkludert sol-gel, innstøping, børsting, plasmaspraying, kjemisk dampreaksjon (CVR) og kjemisk dampavsetning (CVD).
Blant disse er innstøpningsmetoden en høytemperatur fastfase sintringsprosess. Ved å plassere grafittsubstratet i et innstøpningspulver som inneholder Si- og C-pulver og sintring i et inertgassmiljø, dannes et SiC-belegg på grafittsubstratet. Denne metoden er enkel, og belegget fester seg godt til underlaget. Imidlertid mangler belegget jevn tykkelse og kan ha porer, noe som fører til dårlig oksidasjonsmotstand.
Spraybeleggmetode
Spraybelegningsmetoden innebærer å sprøyte flytende råmaterialer på grafittsubstratoverflaten og herde dem ved en bestemt temperatur for å danne et belegg. Denne metoden er enkel og kostnadseffektiv, men resulterer i svak binding mellom belegget og underlaget, dårlig beleggens ensartethet og tynne belegg med lav oksidasjonsmotstand, som krever hjelpemetoder.
Ionestrålesprøytemetode
Ionestrålesprøyting bruker en ionestrålepistol for å sprøyte smeltet eller delvis smeltet materiale på grafittsubstratoverflaten, og danner et belegg ved størkning. Denne metoden er enkel og gir tette SiC-belegg. Imidlertid har de tynne beleggene svak oksidasjonsmotstand, ofte brukt til SiC-komposittbelegg for å forbedre kvaliteten.
Sol-Gel metode
Sol-gel-metoden innebærer å tilberede en jevn, gjennomsiktig solløsning, dekke substratoverflaten og oppnå belegget etter tørking og sintring. Denne metoden er enkel og kostnadseffektiv, men resulterer i belegg med lav termisk støtmotstand og følsomhet for sprekker, noe som begrenser dens utbredte anvendelse.
Kjemisk dampreaksjon (CVR)
CVR bruker Si- og SiO2-pulver ved høye temperaturer for å generere SiO-damp, som reagerer med karbonmaterialets substrat for å danne et SiC-belegg. Det resulterende SiC-belegget binder seg tett til underlaget, men prosessen krever høye reaksjonstemperaturer og kostnader.
Kjemisk dampavsetning (CVD)
CVD er den primære teknikken for fremstilling av SiC-belegg. Det involverer gassfasereaksjoner på grafittsubstratoverflaten, der råmaterialer gjennomgår fysiske og kjemiske reaksjoner, og avsettes som et SiC-belegg. CVD produserer tett bundet SiC-belegg som forbedrer underlagets oksidasjons- og ablasjonsmotstand. CVD har imidlertid lange avsetningstider og kan involvere giftige gasser.
Markedssituasjon
I markedet for SiC-belagt grafittsusceptor har utenlandske produsenter et betydelig forsprang og høy markedsandel. Semicera har overvunnet kjerneteknologier for jevn SiC-beleggvekst på grafittunderlag, og tilbyr løsninger som adresserer termisk ledningsevne, elastisitetsmodul, stivhet, gitterdefekter og andre kvalitetsproblemer, og oppfyller kravene til MOCVD-utstyr fullt ut.
Fremtidsutsikter
Kinas halvlederindustri utvikler seg raskt, med økende lokalisering av MOCVD-epitaksialt utstyr og utvidede applikasjoner. Markedet for SiC-belagt grafittsusceptor forventes å vokse raskt.
Konklusjon
Som en avgjørende komponent i sammensatt halvlederutstyr, er det strategisk viktig å mestre kjerneproduksjonsteknologien og lokalisere SiC-belagte grafittsusceptorer for Kinas halvlederindustri. Det innenlandske SiC-belagte grafittsusceptorfeltet blomstrer, med produktkvalitet som når internasjonale nivåer.Semicerastreber etter å bli en ledende leverandør på dette feltet.
Innleggstid: 17. juli-2024