Semicondutor Semicera planeja aumentar a produção de componentes principais para equipamentos de fabricação de semicondutores em todo o mundo. Até 2027, pretendemos estabelecer uma nova fábrica de 20.000 metros quadrados com um investimento total de 70 milhões de dólares. Um dos nossos principais componentes, otransportador de wafer de carboneto de silício (SiC), também conhecido como susceptor, teve avanços significativos. Então, o que exatamente é essa bandeja que contém os wafers?
No processo de fabricação de wafer, camadas epitaxiais são construídas em determinados substratos de wafer para criar dispositivos. Por exemplo, as camadas epitaxiais de GaAs são preparadas em substratos de silício para dispositivos LED, as camadas epitaxiais de SiC são cultivadas em substratos condutores de SiC para aplicações de energia como SBDs e MOSFETs, e as camadas epitaxiais de GaN são construídas em substratos de SiC semi-isolantes para aplicações de RF, como HEMTs. . Este processo depende fortementedeposição química de vapor (CVD)equipamento.
Em equipamentos CVD, os substratos não podem ser colocados diretamente sobre o metal ou sobre uma base simples para deposição epitaxial devido a vários fatores como fluxo de gás (horizontal, vertical), temperatura, pressão, estabilidade e contaminação. Portanto, um susceptor é usado para colocar o substrato, permitindo a deposição epitaxial usando tecnologia CVD. Este susceptor é oSusceptor de grafite revestido com SiC.
Susceptores de grafite revestidos com SiC são normalmente usados em equipamentos de deposição de vapor químico metal-orgânico (MOCVD) para suportar e aquecer substratos de cristal único. A estabilidade térmica e uniformidade de Susceptores de grafite revestidos com SiCsão cruciais para o crescimento da qualidade dos materiais epitaxiais, tornando-os um componente central dos equipamentos MOCVD (empresas líderes de equipamentos MOCVD, como Veeco e Aixtron). Atualmente, a tecnologia MOCVD é amplamente utilizada no crescimento epitaxial de filmes GaN para LEDs azuis devido à sua simplicidade, taxa de crescimento controlável e alta pureza. Como parte essencial do reator MOCVD, osusceptor para crescimento epitaxial de filme GaNdeve ter resistência a altas temperaturas, condutividade térmica uniforme, estabilidade química e forte resistência ao choque térmico. A grafite atende perfeitamente a esses requisitos.
Como componente central do equipamento MOCVD, o susceptor de grafite suporta e aquece substratos monocristalinos, afetando diretamente a uniformidade e a pureza dos materiais do filme. Sua qualidade impacta diretamente na preparação de wafers epitaxiais. No entanto, com o aumento do uso e condições de trabalho variadas, os susceptores de grafite se desgastam facilmente e são considerados consumíveis.
Susceptores MOCVDprecisa ter certas características de revestimento para atender aos seguintes requisitos:
- -Boa cobertura:O revestimento deve cobrir completamente o susceptor de grafite com alta densidade para evitar corrosão em ambiente de gás corrosivo.
- -Alta resistência de colagem:O revestimento deve aderir fortemente ao susceptor de grafite, suportando múltiplos ciclos de alta e baixa temperatura sem descascar.
- -Estabilidade química:O revestimento deve ser quimicamente estável para evitar falhas em atmosferas corrosivas e de alta temperatura.
O SiC, com sua resistência à corrosão, alta condutividade térmica, resistência ao choque térmico e alta estabilidade química, tem um bom desempenho no ambiente epitaxial de GaN. Além disso, o coeficiente de expansão térmica do SiC é semelhante ao do grafite, tornando o SiC o material preferido para revestimentos de susceptores de grafite.
Atualmente, os tipos comuns de SiC incluem 3C, 4H e 6H, cada um adequado para diferentes aplicações. Por exemplo, 4H-SiC pode produzir dispositivos de alta potência, 6H-SiC é estável e usado para dispositivos optoeletrônicos, enquanto 3C-SiC é semelhante em estrutura ao GaN, tornando-o adequado para produção de camada epitaxial de GaN e dispositivos RF SiC-GaN. O 3C-SiC, também conhecido como β-SiC, é usado principalmente como filme e material de revestimento, tornando-o um material primário para revestimentos.
Existem vários métodos para prepararRevestimentos de SiC, incluindo sol-gel, incorporação, escovação, pulverização de plasma, reação química de vapor (CVR) e deposição química de vapor (CVD).
Entre estes, o método de incorporação é um processo de sinterização em fase sólida a alta temperatura. Ao colocar o substrato de grafite em um pó de incorporação contendo pó de Si e C e sinterizar em um ambiente de gás inerte, forma-se um revestimento de SiC no substrato de grafite. Este método é simples e o revestimento adere bem ao substrato. No entanto, o revestimento carece de uniformidade de espessura e pode apresentar poros, levando a uma fraca resistência à oxidação.
Método de revestimento por pulverização
O método de revestimento por pulverização envolve pulverizar matérias-primas líquidas na superfície do substrato de grafite e curá-las a uma temperatura específica para formar um revestimento. Este método é simples e econômico, mas resulta em fraca ligação entre o revestimento e o substrato, baixa uniformidade do revestimento e revestimentos finos com baixa resistência à oxidação, exigindo métodos auxiliares.
Método de pulverização por feixe de íons
A pulverização por feixe de íons usa uma pistola de feixe de íons para pulverizar materiais fundidos ou parcialmente fundidos na superfície do substrato de grafite, formando um revestimento após a solidificação. Este método é simples e produz revestimentos densos de SiC. No entanto, os revestimentos finos têm fraca resistência à oxidação, frequentemente utilizada em revestimentos compostos de SiC para melhorar a qualidade.
Método Sol-Gel
O método sol-gel envolve a preparação de uma solução sol uniforme e transparente, cobrindo a superfície do substrato e obtendo o revestimento após secagem e sinterização. Este método é simples e econômico, mas resulta em revestimentos com baixa resistência ao choque térmico e suscetibilidade a trincas, limitando sua aplicação generalizada.
Reação Química de Vapor (CVR)
O CVR usa pó de Si e SiO2 em altas temperaturas para gerar vapor de SiO, que reage com o substrato do material de carbono para formar um revestimento de SiC. O revestimento de SiC resultante adere firmemente ao substrato, mas o processo requer altas temperaturas de reação e custos.
Deposição Química de Vapor (CVD)
CVD é a principal técnica para preparar revestimentos de SiC. Envolve reações em fase gasosa na superfície do substrato de grafite, onde as matérias-primas sofrem reações físicas e químicas, depositando-se como um revestimento de SiC. A CVD produz revestimentos de SiC fortemente ligados que melhoram a resistência à oxidação e à ablação do substrato. Contudo, a DCV tem tempos de deposição longos e pode envolver gases tóxicos.
Situação do mercado
No mercado de susceptores de grafite revestidos de SiC, os fabricantes estrangeiros têm uma liderança significativa e alta participação de mercado. A Semicera superou as principais tecnologias para o crescimento uniforme do revestimento de SiC em substratos de grafite, fornecendo soluções que abordam condutividade térmica, módulo de elasticidade, rigidez, defeitos de rede e outros problemas de qualidade, atendendo totalmente aos requisitos de equipamentos MOCVD.
Perspectivas Futuras
A indústria de semicondutores da China está se desenvolvendo rapidamente, com crescente localização de equipamentos epitaxiais MOCVD e aplicações em expansão. Espera-se que o mercado de susceptores de grafite revestido de SiC cresça rapidamente.
Conclusão
Como um componente crucial em equipamentos semicondutores compostos, o domínio da tecnologia de produção central e a localização de susceptores de grafite revestidos de SiC são estrategicamente importantes para a indústria de semicondutores da China. O campo doméstico de susceptores de grafite revestido de SiC está prosperando, com a qualidade do produto atingindo níveis internacionais.Semíceraestá se esforçando para se tornar um fornecedor líder neste campo.
Horário da postagem: 17 de julho de 2024