SiC coated Graphite Susceptor သည် အဘယ်ကြောင့် မအောင်မြင်သနည်း။ - VeTek Semiconductor

SiC Coated Graphite Susceptor ၏ Failure Factors များကို လေ့လာခြင်း။

အများအားဖြင့်၊ epitaxial SiC coated graphite susceptors များသည် ပြင်ပ i တွင် မကြာခဏ တည်ရှိကြသည်။အသုံးပြုနေစဉ်အတွင်း mpact သည် ကိုင်တွယ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်၊ သယ်ဆောင်ခြင်းနှင့် ဖြုတ်ချခြင်း သို့မဟုတ် မတော်တဆ လူနှင့်တိုက်မိခြင်းမှ လာနိုင်သည်။ ဒါပေမယ့် အဓိက သက်ရောက်မှုကတော့ wafer တွေရဲ့ တိုက်မိမှုကနေ လာနေဆဲပါပဲ။ နီလာနှင့် SiC အလွှာနှစ်ခုစလုံးသည် အလွန်မာကျောသည်။ သက်ရောက်မှုပြဿနာသည် အထူးသဖြင့် မြန်နှုန်းမြင့် MOCVD စက်ကိရိယာများတွင် အဖြစ်များပြီး ၎င်း၏ epitaxial disk ၏အမြန်နှုန်းသည် 1000 rpm အထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။ စက်၏စဖွင့်ချိန်၊ ပိတ်ခြင်းနှင့်လည်ပတ်စဉ်အတွင်း၊ အင်တီယာ၏အကျိုးသက်ရောက်မှုကြောင့် hard substrate သည် မကြာခဏပစ်ချပြီး epitaxial disk တွင်း၏ဘေးဘက်နံရံ သို့မဟုတ် အစွန်းကိုထိမှန်ကာ SiC အပေါ်ယံပိုင်းကိုပျက်စီးစေသည်။ အထူးသဖြင့် MOCVD စက်ကြီးများ၏ မျိုးဆက်သစ်အတွက်၊ ၎င်း၏ epitaxial disk ၏ အပြင်ဘက်အချင်းသည် 700mm ထက် ပိုကြီးပြီး ပြင်းထန်သော centrifugal force သည် substrate ၏ impact force ကို ပိုကြီးစေပြီး အဖျက်စွမ်းအားကို ပိုအားကောင်းစေသည်။

NH3 သည် အပူချိန်မြင့်သော pyrolysis ပြီးနောက် အက်တမ် H ၏ အမြောက်အမြားကို ထုတ်ပေးပြီး အက်တမ် H သည် ဂရပ်ဖိုက်အဆင့်တွင် ကာဗွန်အပေါ် ပြင်းထန်သော ဓာတ်ပြုမှုရှိပါသည်။ အက်ကွဲရာရှိ ထိတွေ့နေသော ဂရပ်ဖိုက်အလွှာကို ထိတွေ့သောအခါ၊ ၎င်းသည် ဂရပ်ဖိုက်ကို ပြင်းပြင်းထန်ထန် ခြစ်ထုတ်ပြီး ဓာတ်ငွေ့ ဟိုက်ဒရိုကာဗွန်များ (NH3+C→HCN+H2) ကို တုံ့ပြန်ကာ ဂရပ်ဖိုက်အလွှာအတွင်းရှိ တွင်းပေါက်များအဖြစ် ပေါက်သွားကာ အခေါင်းပေါက်အပါအဝင် ပုံမှန်တွင်းပေါက်ဖွဲ့စည်းပုံဖြစ်လာသည်။ ဧရိယာနှင့် porous graphite ဧရိယာ။ epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုစီတွင်၊ တွင်းပေါက်များသည် အက်ကြောင်းများမှ ဟိုက်ဒရိုကာဗွန်ဓာတ်ငွေ့ အမြောက်အမြားကို အဆက်မပြတ်ထုတ်လွှတ်မည်ဖြစ်ပြီး၊ ဖြစ်စဉ်လေထုထဲသို့ ရောနှောကာ၊ epitaxy တစ်ခုစီမှ စိုက်ပျိုးထားသော epitaxy wafers များ၏ အရည်အသွေးကို ထိခိုက်စေပြီး နောက်ဆုံးတွင် ဂရပ်ဖိုက်ဒစ်ကို စောစီးစွာ ဖယ်ရှားပစ်မည်ဖြစ်သည်။

ယေဘုယျအားဖြင့်ပြောရလျှင်၊ မုန့်ဖုတ်ဗန်းတွင်အသုံးပြုသောဓာတ်ငွေ့သည် H2 နှင့် N2 ပမာဏအနည်းငယ်သာဖြစ်သည်။ H2 ကို AlN နှင့် AlGaN ကဲ့သို့သော ဒစ်မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အနည်များနှင့် တုံ့ပြန်ရန်အတွက် အသုံးပြုပြီး N2 ကို တုံ့ပြန်မှုထုတ်ကုန်များကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။ သို့သော်၊ မြင့်မားသော Al အစိတ်အပိုင်းများကဲ့သို့ အနည်များကို H2/1300 ℃ တွင်ပင် ဖယ်ရှားရန် ခက်ခဲသည်။ သာမန် LED ထုတ်ကုန်များအတွက်၊ မုန့်ဖုတ်ဗန်းကို သန့်ရှင်းရန် H2 အနည်းငယ်ကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ သို့သော်လည်း၊ GaN ပါဝါကိရိယာများနှင့် RF ချစ်ပ်များကဲ့သို့သော မြင့်မားသောလိုအပ်ချက်ရှိသော ထုတ်ကုန်များအတွက် မုန့်ဖုတ်ဗန်းကို သန့်ရှင်းရန် Cl2 ဓာတ်ငွေ့ကို မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိသော်လည်း ကုန်ကျစရိတ်မှာ LED အတွက် အသုံးပြုသည့် ဗန်းသက်တမ်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကုန်ကျစရိတ် အလွန်သက်သာပါသည်။ Cl2 သည် မြင့်မားသော အပူချိန် (Cl2+SiC→SiCl4+C) တွင် ချေးယူနိုင်ပြီး မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် အပေါက်များနှင့် အကြွင်းအကျန်မရှိသော ကာဗွန်များကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သောကြောင့် Cl2 သည် SiC အပေါ်ယံပိုင်း၏ ကောက်နှံနယ်နိမိတ်များကို ကြေမွစေပြီး ကောက်နှံများကို ချောမွတ်စေကာ ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ကွဲအက်ခြင်းနှင့် ပျက်ကွက်သည်အထိ အပေါ်ယံ၏ ခံနိုင်ရည်အား ကျဆင်းစေသည်။

SiC epitaxial ဓာတ်ငွေ့နှင့် SiC အပေါ်ယံပိုင်းချို့ယွင်းချက်

SiC epitaxial ဓာတ်ငွေ့တွင် အဓိကအားဖြင့် H2 (သယ်ဆောင်သည့်ဓာတ်ငွေ့အဖြစ်)၊ SiH4 သို့မဟုတ် SiCl4 (Si အရင်းအမြစ်ကို ပံ့ပိုးပေးသည့်)၊ C3H8 သို့မဟုတ် CCl4 (C အရင်းအမြစ်ကို ပံ့ပိုးပေးသည့်)၊ N2 (N အရင်းအမြစ်ကို ပေးဆောင်ရန်၊ တားမြစ်ဆေးအတွက်)၊ TMA (trimethylaluminum၊ မူးယစ်ဆေးဝါးအတွက် အယ်လ်ရင်းမြစ်ကို ပံ့ပိုးပေးသည့်)၊ ), HCl+H2 (in-site etching)။ SiC epitaxial core ဓာတုတုံ့ပြန်မှု- SiH4+C3H8 →SiC+ ထုတ်ကုန် (1650 ℃ ခန့်)။ SiC အလွှာများကို SiC epitaxy မတိုင်မီ စိုစွတ်အောင် သန့်စင်ရပါမည်။ စိုစွတ်သော သန့်ရှင်းရေးသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကုသမှုပြီးနောက် အလွှာ၏ မျက်နှာပြင်ကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေပြီး ဓာတ်တိုးမှုနှင့် လျှော့ချမှုများစွာဖြင့် ပိုလျှံနေသော အညစ်အကြေးများကို ဖယ်ရှားပေးနိုင်သည်။ ထို့နောက် HCl+H2 ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် in-site etching effect ကို မြှင့်တင်နိုင်ပြီး Si အစုအဝေးများဖွဲ့စည်းခြင်းကို ထိရောက်စွာတားစီးနိုင်ပြီး Si source ၏အသုံးပြုမှုထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ကာ တစ်ခုတည်းသော crystal မျက်နှာပြင်ကို ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ထွင်းထုနိုင်ပြီး ရှင်းလင်းသောမျက်နှာပြင်ကြီးထွားမှုအဆင့်ကိုဖွဲ့စည်းကာ ကြီးထွားမှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးပါသည်။ နှုန်းနှင့် SiC epitaxial အလွှာချို့ယွင်းချက်များကို ထိထိရောက်ရောက် လျှော့ချပေးသည်။ သို့သော်လည်း HCl+H2 သည် SiC အလွှာအတွင်းမှ အလွှာများကို ထွင်းထုထားသော်လည်း၊ ၎င်းသည် အစိတ်အပိုင်းများပေါ်ရှိ SiC အပေါ်ယံပိုင်းသို့ အနည်းငယ် ချေးတက်စေသည် (SiC+H2→SiH4+C)။ SiC သိုက်များသည် epitaxial furnace နှင့်အတူ ဆက်လက်တိုးလာသောကြောင့်၊ ဤချေးတက်မှုသည် အနည်းငယ်သာ သက်ရောက်မှုရှိသည်။

SiC သည် ပုံမှန် polycrystalline ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ အသုံးအများဆုံးပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံများမှာ 3C-SiC၊ 4H-SiC နှင့် 6H-SiC ဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့ထဲတွင် 4H-SiC သည် ပင်မစက်ကိရိယာများအသုံးပြုသည့် ပုံဆောင်ခဲများဖြစ်သည်။ ပုံဆောင်ခဲပုံစံကို ထိခိုက်စေသည့် အဓိကအကြောင်းရင်းတစ်ခုမှာ တုံ့ပြန်မှုအပူချိန်ဖြစ်သည်။ အပူချိန်သည် သတ်မှတ်ထားသော အပူချိန်ထက် နိမ့်ပါက၊ အခြားသော ပုံဆောင်ခဲပုံစံများကို အလွယ်တကူ ထုတ်ပေးနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် အသုံးများသော 4H-SiC epitaxy ၏ တုံ့ပြန်မှုအပူချိန်သည် 1550 ~ 1650 ℃ ဖြစ်သည်။ အပူချိန် 1550 ဒီဂရီထက် နိမ့်ပါက 3C-SiC ကဲ့သို့သော အခြားသော ပုံဆောင်ခဲပုံစံများကို အလွယ်တကူ ထုတ်ပေးနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ သို့သော် 3C-SiC သည် SiC အပေါ်ယံပိုင်း၌ အသုံးများသော ပုံဆောင်ခဲတစ်မျိုးဖြစ်သည်။ တုံ့ပြန်မှုအပူချိန် 1600 ℃ခန့်သည် 3C-SiC ကန့်သတ်ချက်သို့ရောက်ရှိသွားပါသည်။ ထို့ကြောင့် SiC အပေါ်ယံပိုင်း၏ သက်တမ်းကို SiC epitaxy ၏ တုံ့ပြန်မှု အပူချိန်ဖြင့် အဓိက ကန့်သတ်ထားသည်။

SiC အပေါ်ယံပိုင်းရှိ SiC သိုက်များ၏ ကြီးထွားနှုန်းသည် အလွန်လျင်မြန်သောကြောင့်၊ အလျားလိုက် ပူသောနံရံ SiC epitaxial ကိရိယာများကို ပိတ်ရန် လိုအပ်ပြီး အတွင်းရှိ SiC အပေါ်ယံအပိုင်းများကို အချိန်အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ဆက်တိုက်ထုတ်လုပ်ပြီးနောက် ထုတ်ယူရန် လိုအပ်ပါသည်။ SiC အပေါ်ယံပိုင်း အစိတ်အပိုင်းများပေါ်ရှိ SiC ကဲ့သို့သော ပိုလျှံနေသော အနည်များကို စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ပွတ်တိုက်မှု → ဖုန်မှုန့်များ ဖယ်ရှားခြင်း → ultrasonic သန့်ရှင်းရေး → မြင့်မားသော အပူချိန် သန့်စင်ခြင်းဖြင့် ဖယ်ရှားသည်။ ဤနည်းလမ်းသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များစွာပါရှိပြီး အပေါ်ယံပိုင်းကို စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ထိခိုက်မှုဖြစ်စေရန် လွယ်ကူသည်။

ကြုံတွေ့နေရသော ပြဿနာများစွာကို ကြည့်ခြင်းအားဖြင့်SiC အပေါ်ယံပိုင်းSiC epitaxial ပစ္စည်းများတွင်၊ SiC ပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုကိရိယာရှိ TaC coating ၏ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်နှင့်ပေါင်းစပ်ကာ SiC အပေါ်ယံပိုင်းကိုအစားထိုးခြင်း၊SiC epitaxialTaC အပေါ်ယံပိုင်း ပါသော ပစ္စည်းကိရိယာများသည် စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူများနှင့် စက်ပစ္စည်းအသုံးပြုသူများ၏ အမြင်တွင် တဖြည်းဖြည်း ဝင်ရောက်လာပါသည်။ တစ်ဖက်တွင်၊ TaC သည် 3880 ℃အထိ အရည်ပျော်မှတ်ရှိပြီး မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် NH3, H2, Si, နှင့် HCl အငွေ့ကဲ့သို့သော ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာချေးများကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး အလွန်ပြင်းထန်သော အပူချိန်ခံနိုင်ရည်နှင့် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ TaC အပေါ်ယံပိုင်းရှိ SiC ၏တိုးတက်မှုနှုန်းသည် SiC အပေါ်ယံပိုင်းရှိ SiC ၏ကြီးထွားနှုန်းထက် များစွာနှေးကွေးနေသဖြင့် အမှုန်များကျဆင်းခြင်းနှင့် စက်ကိရိယာပြုပြင်ထိန်းသိမ်းရေးစက်ဝန်းတိုတောင်းခြင်းနှင့် SiC ကဲ့သို့သော ပိုလျှံသောအနည်များကဲ့သို့သော ပြဿနာများကို သက်သာစေနိုင်သည်။ ခိုင်ခံ့သော ဓာတုဗေဒ သတ္တုမျက်နှာပြင်ဖြင့် ဖွဲ့စည်း၍မရပါ။TaC အပေါ်ယံပိုင်းနှင့် ပိုလျှံနေသော အနည်များကို SiC အပေါ်ယံပိုင်း၌ တစ်သားတည်း စိုက်ပျိုးထားသည်ထက် ဖယ်ရှားရန် ပိုမိုလွယ်ကူပါသည်။