Napa SIC Coated Grafite Susceptor gagal? - vetek semikonduktor

Analisis faktor kegagalan saka susceptor grafit sing ditutupi

Biasane, epitaxial SiC ditutupi grafit Susceptors asring ngalami external iMpact sajrone nggunakake, sing bisa uga saka proses penanganan, loading lan mbukak, utawa tabrakan manungsa sengaja. Nanging faktor pengaruh utama isih teka saka tabrakan wafers. Loro-lorone Sapphire lan SIC Substrat angel banget. Masalah pangaruh utamane ing peralatan mocvd dhuwur kanthi cepet, lan kacepetan disk epitoxial bisa nganti nganti 1000 rpm. Sajrone wiwitan, mati lan operasi mesin, amarga efek inersia, landasan hard asring dibuwang lan pojokan sisih sampah kayu, nyebabake karusakan ing lapisan epitoxial. Utamane kanggo Generasi Peralatan Mocvd anyar, diameter njaba disk epitifix luwih saka 700mm, lan kekuwatan centrum sing kuwat nggawe kekuwatan saka landasan sing luwih kuat.

Nh3 ngasilake jumlah atom halaman sawise pyrolysis suhu dhuwur, lan atom H duwe reaktivitas sing kuwat kanggo karbon ing fase grafit. Nalika kontak substrat grafit sing kapapar ing kokain, bakal banget detang grafit, reaksi kanggo ngasilake hidrokarbon gas (NH3 + C → "ing struktur borehole khas wilayah lan wilayah grafit sing keropos. Ing saben proses epitarxial, boreholes bakal terus-terusan ngeculake gas hidrokarbon sing akeh, nyampur menyang proses wafer, lan pungkasane nyebabake disk grafit awal.

Umumé, gas sing digunakake ing tray manggang yaiku jumlah cilik H2 plus N2. H2 digunakake kanggo reaksi karo celengan ing lumahing disk kayata AlN lan AlGaN, lan N2 digunakake kanggo ngresiki produk reaksi. Nanging, celengan kayata komponen Al dhuwur angel dibusak sanajan ing H2 / 1300 ℃. Kanggo produk LED biasa, jumlah cilik H2 bisa digunakake kanggo ngresiki tray baking; Nanging, kanggo produk karo syarat sing luwih dhuwur kayata piranti daya GaN lan Kripik RF, gas Cl2 asring digunakake kanggo ngresiki tray baking, nanging biaya sing urip tray wis suda banget dibandhingake sing digunakake kanggo LED. Amarga Cl2 bisa corrode lapisan SiC ing suhu dhuwur (Cl2 + SiC → SiCl4 + C), lan mbentuk akeh bolongan korosi lan sisa karbon free ing lumahing, Cl2 pisanan corrodes wates gandum lapisan SiC, lan banjur corrodes pari-parian, asil ing nyuda kekuatan lapisan nganti retak lan gagal.

Gas epitaxial SiC lan kegagalan lapisan SiC

SIC Epitexial Gas utamane kalebu H2 (minangka gas operator), SIC4 utawa SICL4 (menehi sumber SICL4), C3H8 utawa CCL4 (nyedhiyakake (nyediakake Sumber, TMA (TrimethylalAlumum, nyedhiyakake sumber, kanggo Doping ), HCL + H2 (ing-sites Etching). Reaksi kimia inti SIC Epitixial: SII4 + C3H8 → SIC + byproduk (udakara 1650 ℃). Substrat SIC kudu di resiki udan sadurunge epitexy SIC. Pembersihan udan bisa nambah permukaan substrat sawise perawatan mekanik lan mbusak impurities sing berlebihan liwat pirang-pirang oksidasi lan pengurangan. Banjur nggunakake H2 H2 bisa nambah efek ETCHING sing ora ana, kanthi efektif nyandhet pembentukan kluster SI, nambah efisiensi panggunaan luwih cepet lan luwih apik, nggawe wutah sing jelas, nyepetake wutah Rating, lan kanthi efektif nolak cacat lapisan epitexial. Nanging, nalika HCL + H2 etcat Substrat SCA ing In-Sitit, uga bakal nyebabake korosi cilik menyang lapisan SIC ing bagean (SIC + H2 → SIIG4 + C). Wiwit celengan SIC terus mundhak kanthi tungku epitarixial, korosi iki ora ana pengaruh.

SiC minangka bahan polikristalin khas. Struktur kristal sing paling umum yaiku 3C-SiC, 4H-SiC lan 6H-SiC, ing antarane yaiku 4H-SiC minangka bahan kristal sing digunakake dening piranti mainstream. Salah sawijining faktor utama sing mengaruhi wujud kristal yaiku suhu reaksi. Yen suhu luwih murah tinimbang suhu tartamtu, wangun kristal liyane bakal gampang digawe. Suhu reaksi 4H-SiC epitaxy sing digunakake ing industri yaiku 1550 ~ 1650 ℃. Yen suhu luwih murah tinimbang 1550 ℃, wangun kristal liyane kayata 3C-SiC bakal gampang digawe. Nanging, 3C-SiC minangka wangun kristal sing umum digunakake ing lapisan SiC. Suhu reaksi kira-kira 1600 ℃ wis tekan wates 3C-SiC. Mulane, urip lapisan SiC utamane diwatesi dening suhu reaksi epitaksi SiC.

Amarga tingkat pertumbuhan simpenan SiC ing lapisan SiC cepet banget, peralatan epitaxial SiC tembok panas horisontal kudu ditutup lan bagean lapisan SiC kudu dicopot sawise produksi terus-terusan sajrone sawetara wektu. Celengan keluwihan kayata SiC ing bagean lapisan SiC dibusak kanthi gesekan mekanik → mbusak bledug → reresik ultrasonik → pemurnian suhu dhuwur. Cara iki nduweni akeh proses mekanik lan gampang nyebabake karusakan mekanik ing lapisan kasebut.

Kanggo ndeleng akeh masalah sing diadhepilapisan SiCIng peralatan EPITITINXIAL SIC, digabungake karo kinerja lapisan tAC sing apik ing peralatan pertumbuhan kristal SIC, Ngganti lapisan SIC ingSiC epitaxialPeralatan karo lapisan TAC wis mboko sithik mlebu visi manufaktur lan pangguna peralatan. Ing tangan siji, TAC duwe titik lebur nganti 3880 ℃, lan tahan kanggo korosi kimia kayata NH3, H2, lan uap HCL kanthi suhu dhuwur, lan resistensi suhu dhuwur banget lan tahan karat. Ing tangan liyane, tingkat pertumbuhan SIC ing lapisan TAC luwih alon tinimbang tingkat pertumbuhan SIC ing lapisan SIC sing amba lan siklus pangopènan cekak, lan endhepan sing keluwihan kayata SIC ora bisa mbentuk antarmuka metallurgis kimia sing kuat karoLapisan tac, lan keluwihan endhepan luwih gampang kanggo mbusak saka SiC homogeneously thukul ing lapisan SiC.