Semicera Semiconductor planaichean gus cinneasachadh prìomh phàirtean airson uidheamachd saothrachaidh semiconductor a mheudachadh air feadh na cruinne. Ro 2027, tha sinn ag amas air factaraidh ùr 20,000 meatair ceàrnagach a stèidheachadh le tasgadh iomlan de 70 millean USD. Is e aon de na prìomh phàirtean againn, anneach-giùlain wafer silicon carbide (SiC)., ris an canar cuideachd susceptor, air adhartas mòr fhaicinn. Mar sin, dè dìreach a th’ anns an treidhe seo a tha a’ cumail nan wafers?
Anns a’ phròiseas saothrachaidh wafer, tha sreathan epitaxial air an togail air cuid de fho-stratan wafer gus innealan a chruthachadh. Mar eisimpleir, tha sreathan epitaxial GaAs air an ullachadh air fo-stratan sileaconach airson innealan LED, tha sreathan epitaxial SiC air am fàs air fo-stratan SiC giùlain airson tagraidhean cumhachd leithid SBDs agus MOSFETs, agus tha sreathan epitaxial GaN air an togail air substrates SiC leth-insulation airson tagraidhean RF leithid HEMTs. . Tha am pròiseas seo gu mòr an urratasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD)uidheam.
Ann an uidheamachd CVD, chan urrainnear fo-stratan a chuir gu dìreach air meatailt no bunait shìmplidh airson tasgadh epitaxial air sgàth grunn nithean leithid sruthadh gas (còmhnard, inghearach), teòthachd, cuideam, seasmhachd agus truailleadh. Mar sin, thathas a’ cleachdadh susceptor gus an t-substrate a chuir air, a’ comasachadh tasgadh epitaxial a’ cleachdadh teicneòlas CVD. Tha an susceptor seo naSusceptor grafait còmhdaichte le SiC.
Suidhichear grafait còmhdaichte le SiC mar as trice air an cleachdadh ann an uidheamachd Tasgaidh Balbhaichean Ceimigeach Meatailt-Organach (MOCVD) gus taic a thoirt do agus teasachadh fo-stratan aon-criostail. Seasmhachd teirmeach agus èideadh de Suidhichear grafait còmhdaichte le SiCdeatamach airson càileachd fàis stuthan epitaxial, gan dèanamh nam prìomh phàirt de uidheamachd MOCVD (prìomh chompanaidhean uidheamachd MOCVD leithid Veeco agus Aixtron). An-dràsta, tha teicneòlas MOCVD air a chleachdadh gu farsaing ann am fàs epitaxial de fhilmichean GaN airson LEDan gorm air sgàth cho sìmplidh ‘s a tha e, ìre fàis a ghabhas smachdachadh, agus fìor ghlanachd. Mar phàirt riatanach de reactar MOCVD, tha ansusceptor airson fàs epitaxial film GaNfeumaidh seasamh an aghaidh àrd-teòthachd, giùlan teirmeach èideadh, seasmhachd ceimigeach, agus strì an aghaidh clisgeadh teirmeach làidir. Bidh graphite a’ coinneachadh gu foirfe ris na riatanasan sin.
Mar phrìomh phàirt de uidheamachd MOCVD, tha an suidse grafait a’ toirt taic agus a’ teasachadh fo-stratan aon-criostail, a’ toirt buaidh dhìreach air èideadh agus purrachd stuthan film. Tha a chàileachd a’ toirt buaidh dhìreach air ullachadh wafers epitaxial. Ach, le barrachd cleachdaidh agus diofar shuidheachaidhean obrach, tha luchd-gabhail grafait furasta an caitheamh a-mach agus thathas den bheachd gu bheil iad mar stuthan consum.
Luchd-gabhail MOCVDfeumaidh feartan còmhdach sònraichte a bhith aca gus coinneachadh ris na riatanasan a leanas:
- - Deagh chòmhdach:Feumaidh an còmhdach a bhith a’ còmhdach an t-susceptor grafait gu tur le dùmhlachd àrd gus casg a chuir air creimeadh ann an àrainneachd gas creimneach.
- - Àrd neart ceangail:Feumaidh an còmhdach ceangal làidir a dhèanamh ris an t-susbaint grafait, a’ seasamh an aghaidh grunn chuairtean àrd-teòthachd agus teòthachd ìosal gun a bhith a’ rùsgadh dheth.
- - Seasmhachd ceimigeach:Feumaidh an còmhdach a bhith seasmhach gu ceimigeach gus fàilligeadh ann an àileachdan àrd-teòthachd agus creimneach a sheachnadh.
Tha SiC, le a sheasamh an-aghaidh creimeadh, seoltachd teirmeach àrd, an aghaidh clisgeadh teirmeach, agus seasmhachd ceimigeach àrd, a’ coileanadh gu math ann an àrainneachd epitaxial GaN. A bharrachd air an sin, tha co-èifeachd leudachaidh teirmeach SiC coltach ri grafait, a’ ciallachadh gur e SiC an stuth as fheàrr leotha airson còmhdach susceptor grafait.
An-dràsta, tha seòrsachan cumanta SiC a’ toirt a-steach 3C, 4H, agus 6H, gach fear freagarrach airson diofar thagraidhean. Mar eisimpleir, faodaidh 4H-SiC innealan àrd-chumhachd a thoirt gu buil, tha 6H-SiC seasmhach agus air a chleachdadh airson innealan optoelectronic, fhad ‘s a tha 3C-SiC coltach ann an structar ri GaN, ga dhèanamh freagarrach airson cinneasachadh còmhdach epitaxial GaN agus innealan SiC-GaN RF. Tha 3C-SiC, ris an canar cuideachd β-SiC, air a chleachdadh sa mhòr-chuid mar fhilm agus stuth còmhdaich, ga fhàgail na phrìomh stuth airson còmhdach.
Tha diofar dhòighean ann airson ullachadhcòmhdach SiC, a’ gabhail a-steach sol-gel, neadachadh, brùthadh, frasadh plasma, freagairt bhalbhaichean ceimigeach (CVR), agus tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD).
Nam measg, tha an dòigh freumhachaidh na phròiseas sintering ìre cruaidh aig teòthachd àrd. Le bhith a’ cur an t-substrate grafait ann am pùdar in-ghabhail anns a bheil pùdar Si agus C agus sintering ann an àrainneachd gas inert, bidh còmhdach SiC a’ cruthachadh air an t-substrate grafait. Tha an dòigh seo sìmplidh, agus tha an còmhdach a 'ceangal gu math ris an t-substrate. Ach, tha dìth èideadh tiugh aig a’ chòmhdach agus dh ’fhaodadh gum bi pores ann, a’ leantainn gu droch sheasamh an aghaidh oxidation.
Modh còmhdach spraeraidh
Tha an dòigh còmhdach spraeraidh a’ toirt a-steach a bhith a ’frasadh stuthan amh leaghaidh air uachdar substrate grafait agus gan leigheas aig teòthachd sònraichte gus còmhdach a chruthachadh. Tha an dòigh seo sìmplidh agus cosg-èifeachdach ach a’ leantainn gu ceangal lag eadar an còmhdach agus an t-substrate, droch èideadh còmhdach, agus còmhdach tana le strì an aghaidh oxidation ìosal, a dh ’fheumas dòighean taice.
Modh Spray Ion Beam
Bidh spraeadh giùlan ian a’ cleachdadh gunna giùlan ian gus stuthan leaghte no pàirt leaghte a spreadhadh air uachdar an t-substrate grafait, a’ cruthachadh còmhdach nuair a thèid an daingneachadh. Tha an dòigh seo sìmplidh agus a’ toirt a-mach còmhdach tiugh SiC. Ach, tha an aghaidh oxidation lag aig na còmhdaichean tana, gu tric air an cleachdadh airson còmhdach co-dhèanta SiC gus càileachd adhartachadh.
Modh Sol-Gel
Tha an dòigh sol-gel a’ toirt a-steach a bhith ag ullachadh fuasgladh sol, follaiseach, a ’còmhdach uachdar an t-substrate, agus a’ faighinn còmhdach às deidh tiormachadh agus sintearachd. Tha an dòigh seo sìmplidh agus cosg-èifeachdach ach tha e a’ leantainn gu còmhdach le ìre ìosal de chlisgeadh teirmeach agus buailteach do sgàineadh, a’ cuingealachadh a chleachdadh fad is farsaing.
Freagairt bhalbhaichean ceimigeach (CVR)
Bidh CVR a’ cleachdadh pùdar Si agus SiO2 aig teòthachd àrd gus bhalbhaichean SiO a ghineadh, a bhios ag ath-fhreagairt leis an t-substrate stuth gualain gus còmhdach SiC a chruthachadh. Bidh an còmhdach SiC a thig às a’ ceangal gu teann ris an t-substrate, ach feumaidh am pròiseas teòthachd agus cosgaisean freagairt àrd.
Tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD)
Is e CVD am prìomh dhòigh air còmhdach SiC ullachadh. Tha e a’ toirt a-steach ath-bheachdan ìre gas air uachdar an t-substrate grafait, far am bi stuthan amh a’ dol tro ath-bheachdan corporra is ceimigeach, gan tasgadh mar chòmhdach SiC. Bidh CVD a’ toirt a-mach còmhdach SiC le ceangal teann a chuireas ri oxidation an t-substrate agus an aghaidh ablation. Ach, tha amannan tasgaidh fada aig CVD agus dh’ fhaodadh gum bi gasaichean puinnseanta ann.
Suidheachadh a’ Mhargaidh
Anns a’ mhargaidh suidse grafait còmhdaichte le SiC, tha stiùir chudromach aig luchd-saothrachaidh cèin agus roinn àrd den mhargaidh. Tha Semicera air faighinn thairis air prìomh theicneòlasan airson fàs còmhdach SiC èideadh air fo-stratan grafait, a’ toirt seachad fuasglaidhean a tha a’ dèiligeadh ri seoltachd teirmeach, modulus elastagach, stiffness, uireasbhaidhean lattice, agus cùisean càileachd eile, a’ coinneachadh gu h-iomlan ri riatanasan uidheamachd MOCVD.
Ro-shealladh san àm ri teachd
Tha gnìomhachas semiconductor Shìona a’ leasachadh gu luath, le barrachd sgìreachadh de uidheamachd epitaxial MOCVD agus leudachadh air tagraidhean. Thathas an dùil gum fàs a’ mhargaidh suidse grafait còmhdaichte le SiC gu sgiobalta.
Co-dhùnadh
Mar phàirt dheatamach ann an uidheamachd semiconductor toinnte, tha a bhith a’ faighinn maighstireachd air a’ phrìomh theicneòlas cinneasachaidh agus a’ suidheachadh luchd-gabhail grafait còmhdaichte le SiC cudromach gu ro-innleachdail airson gnìomhachas semiconductor Shìona. Tha an raon suidse grafait còmhdaichte le SiC dachaigheil a’ soirbheachadh, le càileachd toraidh a’ ruighinn ìrean eadar-nàiseanta.leth-thalamha’ feuchainn ri bhith na phrìomh sholaraiche san raon seo.
Ùine puist: Iuchar-17-2024