Semicera yarimo'tkazgich butun dunyo bo'ylab yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish uskunalari uchun asosiy komponentlar ishlab chiqarishni ko'paytirishni rejalashtirmoqda. 2027 yilga kelib, umumiy sarmoyasi 70 million dollar bo'lgan 20 ming kvadrat metr maydonda yangi zavod qurishni maqsad qilganmiz. Bizning asosiy komponentlarimizdan birikremniy karbid (SiC) gofret tashuvchisi, shuningdek, susseptor sifatida ham tanilgan, sezilarli yutuqlarga erishdi. Xo'sh, gofretlarni ushlab turadigan bu tovoqlar nima?
Gofret ishlab chiqarish jarayonida epitaksial qatlamlar qurilmalarni yaratish uchun ma'lum gofret substratlarida quriladi. Masalan, GaAs epitaksial qatlamlari LED qurilmalari uchun silikon substratlarda tayyorlanadi, SiC epitaksial qatlamlari SBD va MOSFET kabi quvvat dasturlari uchun Supero'tkazuvchilar SiC substratlarida o'stiriladi va GaN epitaksial qatlamlari HEMTlar kabi RF ilovalari uchun yarim izolyatsiya qiluvchi SiC substratlarida quriladi. . Bu jarayon ko'p narsaga bog'liqkimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD)uskunalar.
CVD uskunasida gaz oqimi (gorizontal, vertikal), harorat, bosim, barqarorlik va ifloslanish kabi turli omillar tufayli substratlarni to'g'ridan-to'g'ri metallga yoki epitaksial cho'kish uchun oddiy asosga joylashtirish mumkin emas. Shuning uchun substratni joylashtirish uchun CVD texnologiyasidan foydalangan holda epitaksial yotqizishni ta'minlaydigan susseptor ishlatiladi. Bu sezgirSiC bilan qoplangan grafit sensori.
SiC bilan qoplangan grafit sezgirlari odatda bitta kristalli substratlarni qo'llab-quvvatlash va isitish uchun metall-organik kimyoviy bug'larni joylashtirish (MOCVD) uskunasida qo'llaniladi. ning termal barqarorligi va bir xilligi SiC bilan qoplangan grafit sezgirlariepitaksial materiallarning o'sishi sifati uchun juda muhim bo'lib, ularni MOCVD uskunalarining asosiy komponentiga aylantiradi (Veeco va Aixtron kabi MOCVD uskunalari bo'yicha etakchi kompaniyalar). Hozirgi vaqtda MOCVD texnologiyasi soddaligi, boshqariladigan o'sish tezligi va yuqori tozaligi tufayli ko'k LEDlar uchun GaN filmlarining epitaksial o'sishida keng qo'llaniladi. MOCVD reaktorining muhim qismi sifatidaGaN plyonka epitaksial o'sishi uchun sezgiryuqori haroratga chidamliligi, bir xil issiqlik o'tkazuvchanligi, kimyoviy barqarorligi va kuchli termal zarba qarshiligiga ega bo'lishi kerak. Grafit bu talablarga mukammal javob beradi.
MOCVD uskunasining asosiy komponenti sifatida grafit ushlagichi kino materiallarining bir xilligi va tozaligiga bevosita ta'sir ko'rsatadigan yagona kristalli substratlarni qo'llab-quvvatlaydi va isitadi. Uning sifati epitaksial gofretlarni tayyorlashga bevosita ta'sir qiladi. Biroq, ko'paygan foydalanish va turli xil ish sharoitlari bilan grafit ushlagichlari osongina eskiradi va sarf materiallari hisoblanadi.
MOCVD retseptorlariQuyidagi talablarni qondirish uchun ma'lum qoplama xususiyatlariga ega bo'lishi kerak:
- - Yaxshi qamrov:Qoplama korroziyali gaz muhitida korroziyani oldini olish uchun yuqori zichlikdagi grafit sezgirini to'liq qoplashi kerak.
- - Yuqori bog'lanish kuchi:Qoplama grafit ushlagichiga mustahkam bog'lanishi kerak, bu esa bir nechta yuqori va past haroratli tsikllarga chidab ketmasdan bardosh berishi kerak.
- - Kimyoviy barqarorlik:Yuqori harorat va korroziy muhitda ishdan chiqmaslik uchun qoplama kimyoviy jihatdan barqaror bo'lishi kerak.
SiC korroziyaga chidamliligi, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, termal zarba qarshiligi va yuqori kimyoviy barqarorligi bilan GaN epitaksial muhitida yaxshi ishlaydi. Bundan tashqari, SiC ning termal kengayish koeffitsienti grafitga o'xshaydi, bu SiC ni grafit sezgir qoplamalar uchun afzal qilingan materialga aylantiradi.
Hozirgi vaqtda SiC ning keng tarqalgan turlari 3C, 4H va 6H ni o'z ichiga oladi, ularning har biri turli xil ilovalar uchun mos keladi. Misol uchun, 4H-SiC yuqori quvvatli qurilmalarni ishlab chiqarishi mumkin, 6H-SiC barqaror va optoelektronik qurilmalar uchun ishlatiladi, 3C-SiC esa GaN ga o'xshash tuzilishga ega, bu GaN epitaksial qatlam ishlab chiqarish va SiC-GaN RF qurilmalari uchun mos keladi. 3C-SiC, shuningdek, b-SiC sifatida ham tanilgan, asosan kino va qoplama materiali sifatida ishlatiladi, bu uni qoplamalar uchun asosiy materialga aylantiradi.
Tayyorlashning turli usullari mavjudSiC qoplamalari, shu jumladan sol-gel, joylashtirish, cho'tkalash, plazma purkash, kimyoviy bug 'reaksiyasi (CVR) va kimyoviy bug'larni cho'ktirish (CVD).
Ular orasida joylashtirish usuli yuqori haroratli qattiq fazali sinterlash jarayonidir. Grafit substratni Si va C kukunini o'z ichiga olgan singdiruvchi kukunga joylashtirish va inert gaz muhitida sinterlash orqali grafit substratida SiC qoplamasi hosil bo'ladi. Bu usul oddiy va qoplama substrat bilan yaxshi bog'lanadi. Biroq, qoplamaning qalinligi bir xilligi yo'q va gözenekler bo'lishi mumkin, bu esa yomon oksidlanish qarshiligiga olib keladi.
Spray qoplama usuli
Buzadigan amallar bilan qoplash usuli suyuq xom ashyoni grafit substrat yuzasiga purkash va qoplama hosil qilish uchun ularni ma'lum bir haroratda davolashni o'z ichiga oladi. Bu usul oddiy va tejamkor, lekin qoplama va substrat o'rtasidagi zaif bog'lanishga, yomon qoplamaning bir xilligiga va oksidlanishga chidamliligi past bo'lgan nozik qoplamalarga olib keladi, bu esa yordamchi usullarni talab qiladi.
Ion nurlarini purkash usuli
Ion nurlarini purkash eritilgan yoki qisman erigan materiallarni grafit substrat yuzasiga purkash uchun ion nurli tabancadan foydalanadi va qattiqlashganda qoplama hosil qiladi. Bu usul oddiy va zich SiC qoplamalarini ishlab chiqaradi. Biroq, yupqa qoplamalar zaif oksidlanish qarshiligiga ega, ko'pincha sifatni yaxshilash uchun SiC kompozit qoplamalar uchun ishlatiladi.
Sol-gel usuli
Sol-gel usuli bir xil, shaffof zol eritmasini tayyorlashni, substrat yuzasini qoplashni va quritish va sinterlashdan keyin qoplamani olishni o'z ichiga oladi. Bu usul oddiy va tejamkor, lekin past termal zarba qarshiligi va yorilishga moyilligi bo'lgan qoplamalarga olib keladi, bu uning keng qo'llanilishini cheklaydi.
Kimyoviy bug' reaktsiyasi (CVR)
CVR SiO bug'ini hosil qilish uchun yuqori haroratlarda Si va SiO2 kukunidan foydalanadi, bu esa SiC qoplamasini hosil qilish uchun uglerod materialining substrati bilan reaksiyaga kirishadi. Natijada paydo bo'lgan SiC qoplamasi substrat bilan mahkam bog'lanadi, ammo jarayon yuqori reaktsiya harorati va xarajatlarni talab qiladi.
Kimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD)
CVD SiC qoplamalarini tayyorlashning asosiy usuli hisoblanadi. Bu grafit substrat yuzasida gaz fazali reaktsiyalarni o'z ichiga oladi, bu erda xom ashyo fizik va kimyoviy reaktsiyalardan o'tadi va SiC qoplamasi sifatida cho'kadi. CVD substratning oksidlanish va ablasyon qarshiligini kuchaytiruvchi mahkam bog'langan SiC qoplamalarini ishlab chiqaradi. Biroq, CVD uzoq cho'kma vaqtlariga ega va zaharli gazlarni o'z ichiga olishi mumkin.
Bozor holati
SiC bilan qoplangan grafit sezgir bozorida xorijiy ishlab chiqaruvchilar sezilarli etakchi va yuqori bozor ulushiga ega. Semicera MOCVD uskunalari talablariga to'liq javob beradigan, issiqlik o'tkazuvchanligi, elastik modul, qattiqlik, panjara nuqsonlari va boshqa sifat muammolarini hal qiluvchi echimlarni ta'minlab, grafit substratlarida bir xil SiC qoplamasi o'sishi uchun asosiy texnologiyalarni yengib chiqdi.
Kelajak istiqbollari
Xitoyning yarimo'tkazgich sanoati jadal rivojlanmoqda, MOCVD epitaksial uskunalarini mahalliylashtirishni oshirish va ilovalarni kengaytirish. SiC bilan qoplangan grafit sezgir bozori tez o'sishi kutilmoqda.
Xulosa
Murakkab yarimo'tkazgich uskunalarida hal qiluvchi komponent sifatida, asosiy ishlab chiqarish texnologiyasini o'zlashtirish va SiC bilan qoplangan grafit ushlagichlarini mahalliylashtirish Xitoyning yarimo'tkazgich sanoati uchun strategik ahamiyatga ega. Mahalliy SiC-qoplangan grafit sezgir maydoni rivojlanib, mahsulot sifati xalqaro darajaga yetdi.Semicerabu sohada yetakchi yetkazib beruvchiga aylanishga intilmoqda.
Xabar vaqti: 2024 yil 17 iyul