അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൽ SiC-കോട്ടഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്ററുകളുടെ നിർണായക പങ്കും അപേക്ഷാ കേസുകളും

സെമിസെറ അർദ്ധചാലകം ആഗോളതലത്തിൽ അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണ ഉപകരണങ്ങൾക്കായുള്ള പ്രധാന ഘടകങ്ങളുടെ ഉത്പാദനം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ പദ്ധതിയിടുന്നു. 2027-ഓടെ, 70 ദശലക്ഷം യുഎസ് ഡോളറിൻ്റെ മൊത്തം നിക്ഷേപത്തിൽ 20,000 ചതുരശ്ര മീറ്റർ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ഒരു പുതിയ ഫാക്ടറി സ്ഥാപിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. ഞങ്ങളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലൊന്ന്,സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) വേഫർ കാരിയർ, ഒരു സസെപ്റ്റർ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് കാര്യമായ മുന്നേറ്റങ്ങൾ കണ്ടു. അപ്പോൾ, യഥാർത്ഥത്തിൽ വേഫറുകൾ സൂക്ഷിക്കുന്ന ഈ ട്രേ എന്താണ്?

വേഫർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, ഉപകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനായി ചില വേഫർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ എപ്പിടാക്‌സിയൽ പാളികൾ നിർമ്മിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, എൽഇഡി ഉപകരണങ്ങൾക്കായി സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ GaAs എപ്പിടാക്‌സിയൽ ലെയറുകൾ തയ്യാറാക്കപ്പെടുന്നു, SBD-കൾ, MOSFET-കൾ എന്നിവയ്‌ക്കായി ചാലക SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ SiC എപിടാക്‌സിയൽ ലെയറുകൾ വളർത്തുന്നു, കൂടാതെ HEMT-കൾ പോലുള്ള RF ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ GaN എപ്പിടാക്‌സിയൽ പാളികൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു. . ഈ പ്രക്രിയ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നുരാസ നീരാവി നിക്ഷേപം (CVD)ഉപകരണങ്ങൾ.

സിവിഡി ഉപകരണങ്ങളിൽ, വാതക പ്രവാഹം (തിരശ്ചീനം, ലംബം), താപനില, മർദ്ദം, സ്ഥിരത, മലിനീകരണം തുടങ്ങിയ വിവിധ ഘടകങ്ങൾ കാരണം, ലോഹത്തിൽ നേരിട്ട് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ സ്ഥാപിക്കാനോ എപിടാക്‌സിയൽ ഡിപ്പോസിഷനുള്ള ലളിതമായ അടിത്തറയിലോ സ്ഥാപിക്കാനാവില്ല. അതിനാൽ, അടിവസ്ത്രം സ്ഥാപിക്കാൻ ഒരു സസെപ്റ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് CVD സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഡിപ്പോസിഷൻ സാധ്യമാക്കുന്നു. ഈ സസെപ്റ്റർ ആണ്SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്റർ.

SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്ററുകൾ സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളെ പിന്തുണയ്ക്കാനും ചൂടാക്കാനും മെറ്റൽ-ഓർഗാനിക് കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (എംഒസിവിഡി) ഉപകരണങ്ങളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. താപ സ്ഥിരതയും ഏകീകൃതതയും SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്ററുകൾഎപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയലുകളുടെ വളർച്ചാ ഗുണനിലവാരത്തിന് അവ നിർണായകമാണ്, അവയെ MOCVD ഉപകരണങ്ങളുടെ (Veco, Aixtron പോലുള്ള പ്രമുഖ MOCVD ഉപകരണ കമ്പനികൾ) ഒരു പ്രധാന ഘടകമാക്കി മാറ്റുന്നു. നിലവിൽ, എംഒസിവിഡി സാങ്കേതികവിദ്യ അതിൻ്റെ ലാളിത്യം, നിയന്ത്രിക്കാവുന്ന വളർച്ചാ നിരക്ക്, ഉയർന്ന പരിശുദ്ധി എന്നിവ കാരണം നീല എൽഇഡികൾക്കായുള്ള GaN ഫിലിമുകളുടെ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. MOCVD റിയാക്ടറിൻ്റെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗമായി,GaN ഫിലിം എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയ്ക്കുള്ള സസെപ്റ്റർഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, ഏകീകൃത താപ ചാലകത, രാസ സ്ഥിരത, ശക്തമായ തെർമൽ ഷോക്ക് പ്രതിരോധം എന്നിവ ഉണ്ടായിരിക്കണം. ഗ്രാഫൈറ്റ് ഈ ആവശ്യകതകൾ തികച്ചും നിറവേറ്റുന്നു.

MOCVD ഉപകരണങ്ങളുടെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമെന്ന നിലയിൽ, ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്റർ സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളെ പിന്തുണയ്ക്കുകയും ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഫിലിം മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഏകതാനതയെയും ശുദ്ധതയെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറുകളുടെ തയ്യാറെടുപ്പിനെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, വർദ്ധിച്ച ഉപയോഗവും വ്യത്യസ്ത തൊഴിൽ സാഹചര്യങ്ങളും കൊണ്ട്, ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്ററുകൾ എളുപ്പത്തിൽ തേയ്മാനം സംഭവിക്കുകയും ഉപഭോഗവസ്തുക്കളായി കണക്കാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

MOCVD സസെപ്റ്ററുകൾഇനിപ്പറയുന്ന ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് ചില കോട്ടിംഗ് സവിശേഷതകൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം:

• - നല്ല കവറേജ്:ഒരു വിനാശകാരിയായ വാതക പരിതസ്ഥിതിയിൽ നാശം തടയുന്നതിന് ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്ററിനെ പൂശൽ പൂർണ്ണമായും മൂടണം.
• - ഉയർന്ന ബോണ്ടിംഗ് ശക്തി:കോട്ടിംഗ് ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്ററുമായി ശക്തമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കണം, ഉയർന്ന താപനിലയും താഴ്ന്ന താപനിലയും ഉള്ള ഒന്നിലധികം സൈക്കിളുകളെ പുറംതള്ളാതെ തന്നെ നേരിടുന്നു.
• - രാസ സ്ഥിരത:ഉയർന്ന താപനിലയിലും വിനാശകരമായ അന്തരീക്ഷത്തിലും പരാജയപ്പെടാതിരിക്കാൻ കോട്ടിംഗ് രാസപരമായി സ്ഥിരതയുള്ളതായിരിക്കണം.

SiC, അതിൻ്റെ നാശന പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന താപ ചാലകത, താപ ഷോക്ക് പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന കെമിക്കൽ സ്ഥിരത എന്നിവയാൽ GaN എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പരിതസ്ഥിതിയിൽ നന്നായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. കൂടാതെ, SiC യുടെ താപ വിപുലീകരണ ഗുണകം ഗ്രാഫൈറ്റിന് സമാനമാണ്, ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്റർ കോട്ടിംഗുകൾക്ക് SiC-യെ ഇഷ്ടപ്പെട്ട വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു.

നിലവിൽ, SiC യുടെ പൊതുവായ തരങ്ങളിൽ 3C, 4H, 6H എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഓരോന്നും വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, 4H-SiC-ന് ഉയർന്ന-പവർ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും, 6H-SiC സ്ഥിരതയുള്ളതും ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതേസമയം 3C-SiC ഘടനയിൽ GaN-ന് സമാനമാണ്, ഇത് GaN എപ്പിടാക്‌സിയൽ ലെയർ നിർമ്മാണത്തിനും SiC-GaN RF ഉപകരണങ്ങൾക്കും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. 3C-SiC, β-SiC എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് പ്രധാനമായും ഒരു ഫിലിം ആയും കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലായും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് കോട്ടിംഗുകൾക്കുള്ള പ്രാഥമിക മെറ്റീരിയലാക്കി മാറ്റുന്നു.

തയ്യാറാക്കാൻ വിവിധ രീതികളുണ്ട്SiC കോട്ടിംഗുകൾ, സോൾ-ജെൽ, എംബെഡിംഗ്, ബ്രഷിംഗ്, പ്ലാസ്മ സ്പ്രേയിംഗ്, കെമിക്കൽ നീരാവി പ്രതികരണം (സിവിആർ), കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (സിവിഡി) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഇവയിൽ, എംബെഡിംഗ് രീതി ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള സോളിഡ്-ഫേസ് സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയാണ്. Si, C പൊടികൾ അടങ്ങിയ ഒരു എംബെഡിംഗ് പൗഡറിൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെയും ഒരു നിഷ്ക്രിയ വാതക അന്തരീക്ഷത്തിൽ സിൻ്ററിംഗ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെയും, ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിവസ്ത്രത്തിൽ ഒരു SiC കോട്ടിംഗ് രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഈ രീതി ലളിതമാണ്, കൂടാതെ കോട്ടിംഗ് അടിവസ്ത്രവുമായി നന്നായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, കോട്ടിംഗിന് കനം ഏകതാനതയില്ല, കൂടാതെ സുഷിരങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം, ഇത് മോശം ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

സ്പ്രേ കോട്ടിംഗ് രീതി

ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ദ്രാവക അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നതും ഒരു പ്രത്യേക ഊഷ്മാവിൽ അവയെ ഒരു കോട്ടിംഗ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നതുമായ സ്പ്രേ കോട്ടിംഗ് രീതി ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ രീതി ലളിതവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമാണ്, എന്നാൽ കോട്ടിംഗും അടിവസ്ത്രവും തമ്മിലുള്ള ദുർബലമായ ബോണ്ടിംഗ്, മോശം കോട്ടിംഗ് ഏകീകൃതത, കുറഞ്ഞ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധമുള്ള നേർത്ത കോട്ടിംഗുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് സഹായക രീതികൾ ആവശ്യമാണ്.

അയോൺ ബീം സ്പ്രേ ചെയ്യുന്ന രീതി

അയൺ ബീം സ്‌പ്രേയിംഗ് ഒരു അയോൺ ബീം ഗൺ ഉപയോഗിച്ച് ഉരുകിയതോ ഭാഗികമായി ഉരുകിയതോ ആയ വസ്തുക്കൾ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നു, ഇത് സോളിഡീകരണത്തിന് ശേഷം ഒരു കോട്ടിംഗ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ രീതി ലളിതവും ഇടതൂർന്ന SiC കോട്ടിംഗുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, നേർത്ത കോട്ടിംഗുകൾക്ക് ദുർബലമായ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധമുണ്ട്, ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് പലപ്പോഴും SiC കോമ്പോസിറ്റ് കോട്ടിംഗുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സോൾ-ജെൽ രീതി

സോൾ-ജെൽ രീതി ഒരു യൂണിഫോം, സുതാര്യമായ സോൾ സൊല്യൂഷൻ തയ്യാറാക്കൽ, അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഉപരിതലം മൂടി, ഉണക്കി, സിൻററിംഗ് എന്നിവയ്ക്ക് ശേഷം പൂശുന്നു. ഈ രീതി ലളിതവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമാണ്, എന്നാൽ കുറഞ്ഞ തെർമൽ ഷോക്ക് പ്രതിരോധവും വിള്ളലിനുള്ള സാധ്യതയും ഉള്ള കോട്ടിംഗുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് അതിൻ്റെ വ്യാപകമായ പ്രയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.

രാസ നീരാവി പ്രതികരണം (CVR)

SiO നീരാവി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് CVR ഉയർന്ന താപനിലയിൽ Si, SiO2 പൊടികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു SiC കോട്ടിംഗ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ അടിവസ്ത്രവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന SiC കോട്ടിംഗ് അടിവസ്ത്രവുമായി മുറുകെ പിടിക്കുന്നു, പക്ഷേ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഉയർന്ന പ്രതിപ്രവർത്തന താപനിലയും ചെലവും ആവശ്യമാണ്.

കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (CVD)

SiC കോട്ടിംഗുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക സാങ്കേതികതയാണ് CVD. ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലെ ഗ്യാസ്-ഫേസ് പ്രതികരണങ്ങൾ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, അവിടെ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു, ഒരു SiC കോട്ടിംഗായി നിക്ഷേപിക്കുന്നു. അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഓക്‌സിഡേഷനും അബ്ലേഷൻ പ്രതിരോധവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന ദൃഢമായി ബന്ധിപ്പിച്ച SiC കോട്ടിംഗുകൾ CVD ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സിവിഡിക്ക് ദൈർഘ്യമേറിയ നിക്ഷേപ സമയമുണ്ട്, വിഷവാതകങ്ങൾ ഉൾപ്പെട്ടേക്കാം.

വിപണി സാഹചര്യം

SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്റർ വിപണിയിൽ, വിദേശ നിർമ്മാതാക്കൾക്ക് കാര്യമായ ലീഡും ഉയർന്ന വിപണി വിഹിതവുമുണ്ട്. താപ ചാലകത, ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്, കാഠിന്യം, ലാറ്റിസ് വൈകല്യങ്ങൾ, മറ്റ് ഗുണനിലവാര പ്രശ്നങ്ങൾ എന്നിവ പരിഹരിക്കുന്ന പരിഹാരങ്ങൾ നൽകിക്കൊണ്ട്, ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിവസ്ത്രങ്ങളിലെ ഏകീകൃത SiC കോട്ടിംഗ് വളർച്ചയ്ക്കുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകളെ സെമിസെറ മറികടന്നു, MOCVD ഉപകരണ ആവശ്യകതകൾ പൂർണ്ണമായും നിറവേറ്റുന്നു.

ഫ്യൂച്ചർ ഔട്ട്ലുക്ക്

ചൈനയുടെ അർദ്ധചാലക വ്യവസായം അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, MOCVD എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രാദേശികവൽക്കരണം വർധിപ്പിക്കുകയും ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വിപുലീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. SiC- പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്റർ വിപണി വേഗത്തിൽ വളരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ഉപസംഹാരം

സംയുക്ത അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ ഒരു നിർണായക ഘടകമെന്ന നിലയിൽ, കോർ പ്രൊഡക്ഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ വൈദഗ്ദ്ധ്യം നേടുന്നതും SiC- പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്ററുകൾ പ്രാദേശികവൽക്കരിക്കുന്നതും ചൈനയുടെ അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിന് തന്ത്രപരമായി പ്രധാനമാണ്. ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം അന്തർദ്ദേശീയ തലത്തിലെത്തിക്കൊണ്ട് ആഭ്യന്തര SiC- കോട്ടഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് സസെപ്റ്റർ ഫീൽഡ് അഭിവൃദ്ധി പ്രാപിക്കുന്നു.സെമിസെറഈ മേഖലയിലെ ഒരു പ്രമുഖ വിതരണക്കാരനാകാൻ ശ്രമിക്കുന്നു.