Semi-conducteur prévoit d'accroître la production de composants de base pour les équipements de fabrication de semi-conducteurs à l'échelle mondiale. En 2027, nous visons à créer une nouvelle usine de 20 000 mètres carrés avec un investissement total de 70 millions de dollars américains. L'une de nos composantes principales porte-fourneaux en carbure de silicium (SiC), également connu sous le nom de suscepteur, a connu des progrès importants. Alors, quel est exactement ce plateau qui tient les wafers ?
Dans le processus de fabrication des wafers, les couches épitaxiales sont construites sur certains substrats de wafers pour créer des dispositifs. Par exemple, les couches épitaxiales GaAs sont préparées sur des substrats de silicium pour les dispositifs LED, les couches épitaxiales SiC sont cultivées sur des substrats SiC conducteurs pour des applications de puissance comme les SMD et les MOSFET, et les couches épitaxiales GaN sont construites sur des substrats SiC semi-isolants pour des applications RF comme les HEMT. Ce processus repose fortement sur dépôt de vapeur chimique (CVD) matériel.
Dans l'équipement CVD, les substrats ne peuvent pas être placés directement sur le métal ou une simple base pour le dépôt épitaxique en raison de divers facteurs tels que le débit gazeux (horizontal, vertical), la température, la pression, la stabilité et la contamination. Par conséquent, un suscepteur est utilisé pour placer le substrat, ce qui permet une déposition épitaxiale grâce à la technologie CVD. Ce suscepteur est le Suscepteur de graphite revêtu de SiC.
Les suscepteurs de graphite revêtus de SiC sont généralement utilisés dans l'équipement de dépôt de vapeur de métal organique (MOCVD) pour soutenir et chauffer les substrats monocristaux. La stabilité thermique et l'uniformité de Suscepteurs de graphite revêtus de SiC sont cruciales pour la qualité de croissance des matériaux épitaxiaux, en faisant un composant central de l'équipement MOCVD (les principales entreprises d'équipement MOCVD comme Veeco et Aixtron). Actuellement, la technologie MOCVD est largement utilisée dans la croissance épitaxiale des films GaN pour les LED bleues en raison de sa simplicité, son taux de croissance contrôlable et sa pureté élevée. En tant que partie essentielle du réacteur MOCVD suscepteur pour la croissance épitaxiale des films GaN doit avoir une résistance à haute température, une conductivité thermique uniforme, une stabilité chimique et une forte résistance aux chocs thermiques. Graphite répond parfaitement à ces exigences.
En tant que composant principal de l'équipement MOCVD, le capteur de graphite supporte et chauffe les substrats monocristaux, ce qui affecte directement l'uniformité et la pureté des matériaux filmés. Sa qualité affecte directement la préparation des wafers épitaxiaux. Cependant, avec une utilisation accrue et des conditions de travail variables, les suscepteurs de graphite sont facilement usés et sont considérés comme consommables.
Suscepteurs MOCVD doivent avoir certaines caractéristiques de revêtement pour satisfaire aux exigences suivantes:
- - Bonne couverture : Le revêtement doit recouvrir complètement le capteur de graphite avec une densité élevée pour éviter la corrosion dans un environnement gazeux corrosif.
- -Haute résistance de liaison: Le revêtement doit être solidement lié au capteur de graphite, en dépit de multiples cycles à haute température et à basse température sans décollement.
- - Stabilité chimique: Le revêtement doit être chimiquement stable pour éviter toute défaillance dans des atmosphères à haute température et corrosives.
SiC, avec sa résistance à la corrosion, sa conductivité thermique élevée, sa résistance aux chocs thermiques et sa grande stabilité chimique, fonctionne bien dans l'environnement épitaxial GaN. De plus, le coefficient de dilatation thermique de SiC est semblable au graphite, ce qui fait de SiC le matériau préféré pour les revêtements de suscepteurs de graphite.
Actuellement, les types courants de SiC comprennent 3C, 4H et 6H, chacun adapté pour différentes applications. Par exemple, 4H-SiC peut produire des dispositifs de haute puissance, 6H-SiC est stable et utilisé pour les dispositifs optoélectroniques, tandis que 3C-SiC est similaire en structure à GaN, ce qui le rend adapté pour la production de couches épitaxiales GaN et les dispositifs RF SiC-GaN. Le 3C-SiC, également connu sous le nom de β-SiC, est principalement utilisé comme film et revêtement, ce qui en fait un matériau primaire pour les revêtements.
Il existe différentes méthodes pour préparer les revêtements SiC, y compris le sol-gel, l'intégration, le brossage, la pulvérisation de plasma, la réaction de vapeur chimique (CVR) et le dépôt de vapeur chimique (CVD).
Parmi ceux-ci, la méthode d'intégration est un processus de frittage en phase solide à haute température. En plaçant le substrat de graphite dans une poudre d'intégration contenant de la poudre Si et C et en frittant dans un environnement gazeux inerte, un revêtement SiC se forme sur le substrat de graphite. Cette méthode est simple, et le revêtement est bien lié au substrat. Cependant, le revêtement manque d'uniformité d'épaisseur et peut avoir des pores, ce qui entraîne une faible résistance à l'oxydation.
Méthode de revêtement par pulvérisation
La méthode de revêtement par pulvérisation consiste à pulvériser les matières premières liquides sur la surface du substrat de graphite et à les guérir à une température précise pour former un revêtement. Cette méthode est simple et rentable mais se traduit par une faible liaison entre le revêtement et le substrat, une mauvaise uniformité du revêtement et des revêtements minces à faible résistance à l'oxydation, nécessitant des méthodes auxiliaires.
Méthode de pulvérisation de faisceau d'ions
La pulvérisation par faisceau d'ions utilise un canon à faisceau d'ions pour pulvériser des matériaux fondus ou partiellement fondus sur la surface du substrat de graphite, formant ainsi un revêtement lors de la solidification. Cette méthode est simple et produit des revêtements en SiC denses. Cependant, les revêtements minces ont une faible résistance à l'oxydation, souvent utilisée pour les revêtements composites SiC pour améliorer la qualité.
Méthode Sol-Gel
La méthode sol-gel consiste à préparer une solution sol uniforme et transparente, couvrant la surface du substrat et obtenant le revêtement après séchage et frittage. Cette méthode est simple et rentable, mais se traduit par des revêtements avec une faible résistance aux chocs thermiques et une sensibilité aux fissures, limitant ainsi son application généralisée.
Réaction chimique à la vapeur (CVR)
CVR utilise la poudre Si et SiO2 à haute température pour générer de la vapeur SiO, qui réagit avec le substrat de matériau de carbone pour former un revêtement SiC. Le revêtement SiC qui en résulte est étroitement lié au substrat, mais le processus nécessite des températures et des coûts de réaction élevés.
Dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
La DCV est la principale technique de préparation des revêtements SiC. Il implique des réactions en phase gazeuse sur la surface du substrat de graphite, où les matières premières subissent des réactions physiques et chimiques, se déposant sous forme de revêtement SiC. Le CVD produit des revêtements SiC étroitement liés qui améliorent la résistance à l'oxydation et à l'ablation du substrat. Cependant, la DCV a une longue durée de dépôt et peut entraîner des gaz toxiques.
Situation du marché
Sur le marché des capteurs de graphite revêtu de SiC, les fabricants étrangers détiennent une part de marché importante et élevée. Semicera a surmonté les technologies de base pour une croissance uniforme du revêtement SiC sur les substrats de graphite, fournissant des solutions qui traitent de la conductivité thermique, du module élastique, de la rigidité, des défauts de réseau et d'autres problèmes de qualité, répondant pleinement aux exigences de l'équipement MOCVD.
Perspectives d'avenir
L'industrie chinoise des semi-conducteurs se développe rapidement, avec une localisation croissante des équipements épitaxiques MOCVD et des applications en expansion. On s'attend à ce que le marché des récepteurs de graphite revêtu de SiC augmente rapidement.
Conclusion
En tant qu'élément crucial de l'équipement composé de semi-conducteurs, la maîtrise de la technologie de production de base et la localisation des capteurs de graphite revêtus de SiC est stratégiquement importante pour l'industrie chinoise des semi-conducteurs. Le domaine canadien du récepteur de graphite revêtu de SiC est en plein essor, la qualité des produits atteignant des niveaux internationaux. Semicera s'efforce de devenir un fournisseur de premier plan dans ce domaine.
French 
English 
German 
Japanese 
Korean 
Spanish 
Italian 
Portuguese 
Arabic