Semicera félvezető azt tervezi, hogy globálisan növeli a félvezetőgyártó berendezések alapvető összetevőinek gyártását. 2027-re egy új, 20 000 négyzetméteres gyár létrehozását tűztük ki célul, összesen 70 millió USD beruházással. Egyik alapvető összetevőnk, aszilícium-karbid (SiC) lapkahordozó, más néven szuszceptor, jelentős fejlődésen ment keresztül. Szóval, mi is pontosan ez a tálca, amiben az ostyák vannak?
Az ostyagyártási folyamat során epitaxiális rétegeket építenek bizonyos ostyahordozókra, hogy eszközöket hozzanak létre. Például a GaAs epitaxiális rétegeket szilícium hordozóra készítik LED-es eszközökhöz, a SiC epitaxiális rétegeket vezető SiC szubsztrátumokon növesztik olyan energiaellátási alkalmazásokhoz, mint az SBD-k és a MOSFET-ek, a GaN epitaxiális rétegeket pedig félszigetelő SiC szubsztrátumokon építik fel rádiófrekvenciás alkalmazásokhoz, például HEMT-ekhez. . Ez a folyamat nagymértékben támaszkodikkémiai gőzleválasztás (CVD)felszerelés.
A CVD berendezésekben a szubsztrátumokat nem lehet közvetlenül fémre vagy egyszerű alapra helyezni epitaxiális lerakódáshoz különféle tényezők miatt, mint például a gázáramlás (vízszintes, függőleges), hőmérséklet, nyomás, stabilitás és szennyeződés. Ezért szuszceptort használnak a szubsztrát felhelyezésére, lehetővé téve az epitaxiális lerakódást CVD-technológiával. Ez a szuszceptor aSiC bevonatú grafit szuszceptor.
SiC bevonatú grafit szuszceptorok jellemzően fémorganikus kémiai gőzleválasztásos (MOCVD) berendezésekben használják egykristály szubsztrátumok alátámasztására és melegítésére. A termikus stabilitás és egyenletesség SiC bevonatú grafit szuszceptorokkulcsfontosságúak az epitaxiális anyagok növekedési minősége szempontjából, így a MOCVD-berendezések (vezető MOCVD-berendezéseket gyártó cégek, mint például a Veeco és az Aixtron) alapvető összetevőjévé teszik őket. Jelenleg a MOCVD technológiát széles körben használják a GaN filmek kék LED-ekhez való epitaxiális növekedésében, egyszerűsége, szabályozható növekedési sebessége és nagy tisztasága miatt. A MOCVD reaktor lényeges részeként aszuszceptor a GaN film epitaxiális növekedéséhezmagas hőmérséklet-állósággal, egyenletes hővezető képességgel, kémiai stabilitással és erős hősokkállósággal kell rendelkeznie. A grafit tökéletesen megfelel ezeknek a követelményeknek.
A MOCVD berendezés központi elemeként a grafit szuszceptor támogatja és felmelegíti az egykristály szubsztrátumokat, közvetlenül befolyásolva a filmanyagok egyenletességét és tisztaságát. Minősége közvetlenül befolyásolja az epitaxiális lapkák elkészítését. Azonban a megnövekedett használat és a változó munkakörülmények miatt a grafit szuszceptorok könnyen elhasználódnak, és fogyóeszközöknek minősülnek.
MOCVD szuszceptorokbizonyos bevonatjellemzőkkel kell rendelkeznie, hogy megfeleljen a következő követelményeknek:
- - Jó lefedettség:A bevonatnak teljesen be kell fednie a grafit szuszceptort nagy sűrűséggel, hogy megakadályozza a korróziót korrozív gázkörnyezetben.
- - Magas kötési szilárdság:A bevonatnak erősen kell kötődnie a grafit szuszceptorhoz, ellenállva többszörös magas és alacsony hőmérsékleti ciklusoknak anélkül, hogy leválik.
- - Kémiai stabilitás:A bevonatnak kémiailag stabilnak kell lennie, hogy elkerülje a meghibásodást magas hőmérsékleten és korrozív környezetben.
A SiC korrózióállóságával, magas hővezető képességével, hősokkállóságával és nagy kémiai stabilitásával jól teljesít a GaN epitaxiális környezetben. Ezenkívül a SiC hőtágulási együtthatója hasonló a grafithoz, így a SiC a grafit szuszceptor bevonatok előnyben részesített anyaga.
Jelenleg a SiC általános típusai közé tartozik a 3C, 4H és 6H, amelyek mindegyike különböző alkalmazásokra alkalmas. Például a 4H-SiC képes nagy teljesítményű eszközöket előállítani, a 6H-SiC stabil és optoelektronikai eszközökhöz használható, míg a 3C-SiC szerkezetében hasonló a GaN-hez, így alkalmas GaN epitaxiális réteg előállítására és SiC-GaN RF eszközökre. A 3C-SiC-t, más néven β-SiC-t főként film- és bevonóanyagként használják, így a bevonatok elsődleges anyaga.
Különféle előkészítési módok léteznekSiC bevonatok, beleértve a szol-gélt, a beágyazást, az ecsetelést, a plazmapermetezést, a kémiai gőzreakciót (CVR) és a kémiai gőzleválasztást (CVD).
Ezek közül a beágyazási módszer egy magas hőmérsékletű szilárd fázisú szinterezési eljárás. A grafit szubsztrátum Si- és C-port tartalmazó beágyazóporba helyezésével és közömbös gázkörnyezetben történő szinterezésével SiC bevonat képződik a grafithordozón. Ez a módszer egyszerű, és a bevonat jól tapad az aljzathoz. A bevonat azonban nem egyenletes vastagságú, és pórusokat tartalmazhat, ami rossz oxidációs ellenálláshoz vezet.
Spray bevonási módszer
A permetezési eljárás során folyékony nyersanyagokat szórnak a grafit szubsztrátum felületére, és meghatározott hőmérsékleten kikeményítik, hogy bevonatot képezzenek. Ez a módszer egyszerű és költséghatékony, de gyenge kötést eredményez a bevonat és a szubsztrátum között, gyenge a bevonat egyenletessége, és vékony bevonatokat eredményez, amelyek alacsony oxidációs ellenállással rendelkeznek, ami kiegészítő módszereket igényel.
Ionsugaras permetezési módszer
Az ionsugaras permetezés ionsugaras pisztoly segítségével olvadt vagy részben megolvadt anyagokat szór a grafit szubsztrát felületére, és megszilárdulva bevonatot képez. Ez a módszer egyszerű, és sűrű SiC bevonatokat eredményez. A vékony bevonatok azonban gyenge oxidációs ellenállással rendelkeznek, gyakran használják SiC kompozit bevonatokhoz a minőség javítása érdekében.
Szol-gél módszer
A szol-gél módszer egy egységes, átlátszó szololdat elkészítését, az aljzat felületének lefedését, valamint a száradás és szinterezés után a bevonat elkészítését foglalja magában. Ez a módszer egyszerű és költséghatékony, de alacsony hősokkállóságú és repedésre hajlamos bevonatokat eredményez, ami korlátozza széles körű alkalmazását.
Kémiai gőzreakció (CVR)
A CVR Si- és SiO2-port használ magas hőmérsékleten, hogy SiO-gőzt hozzon létre, amely reakcióba lép a szénhordozóval, és SiC bevonatot képez. A keletkező SiC bevonat szorosan kötődik az aljzathoz, de az eljárás magas reakcióhőmérsékletet és költségeket igényel.
Kémiai gőzleválasztás (CVD)
A CVD a SiC bevonatok elkészítésének elsődleges technikája. Gázfázisú reakciókat foglal magában a grafit szubsztrát felületén, ahol a nyersanyagok fizikai és kémiai reakciókon mennek keresztül, SiC bevonatként lerakódva. A CVD szorosan kötött SiC bevonatokat állít elő, amelyek fokozzák az aljzat oxidációval és ablációval szembeni ellenállását. A CVD-nek azonban hosszú leválasztási ideje van, és mérgező gázokat tartalmazhat.
Piaci helyzet
A SiC bevonatú grafit szuszceptorok piacán a külföldi gyártók jelentős előnnyel és nagy piaci részesedéssel rendelkeznek. A Semicera felülkerekedett a grafitfelületeken egyenletes szilícium-karbid bevonat növekedésének alapvető technológiáival, és olyan megoldásokat kínál, amelyek a hővezető képességgel, a rugalmassági modulussal, a merevséggel, a rácshibákkal és más minőségi problémákkal foglalkoznak, és teljes mértékben megfelelnek a MOCVD berendezések követelményeinek.
Jövőbeli kilátások
A kínai félvezetőipar gyorsan fejlődik, a MOCVD epitaxiális berendezések egyre lokalizáltabbá válnak és az alkalmazások is bővülnek. A SiC bevonatú grafit szuszceptorok piaca várhatóan gyorsan növekszik.
Következtetés
Az összetett félvezető berendezések kulcsfontosságú elemeként a maggyártási technológia elsajátítása és a SiC-bevonatú grafit szuszceptorok lokalizálása stratégiai fontosságú a kínai félvezetőipar számára. A hazai SiC bevonatú grafit szuszceptor mező virágzik, a termékek minősége eléri a nemzetközi szintet.Semiceraigyekszik vezető beszállítóvá válni ezen a területen.
Feladás időpontja: 2024. július 17