半導体製造におけるSiC-Coated Graphite SusceptorsのCrucialロールおよび応用事例

セミセラ半導体 半導体製造装置用コア部品の製造をグローバルに増加させる予定です。 2027年までに、総額70万米ドルの新工場を建設することを目指しております。 当社のコアコンポーネントの一つ、 炭化ケイ素(SiC)ウエファーキャリア、また感受性者として知られて、重要な進歩を見ました。 そのため、ウェーハを保持するこのトレイは正確に何ですか?

ウェーハ製造工程では、特定のウェーハ基板上にエピタキシャル層が構築され、デバイスを作成します。 たとえば、GaAsエピタキシャルレイヤーは、LEDデバイス用のシリコン基板上に用意されており、SBDやMOSFETなどのパワーアプリケーション用の導電性SiC基板上にSiCエピタキシャルレイヤーが生成され、GaNエピタキシャルレイヤーはHEMTなどのRFアプリケーション用のセミ絶縁SiC基板上に構築されています。 このプロセスは大きく依存しています 化学気相成長法（CVD） 装置.

CVD装置では、ガスの流れ(横、縦)、温度、圧力、安定性および汚染のようなさまざまな要因によるエピタキシャルの沈殿物のための金属か簡単な基盤に直接基質置くことができません。 そのため、基板を上に配置し、CVD技術を用いたエピタキシャル蒸着が可能にするために、スセプターを使用。 この感受性はあります SiC上塗を施してあるグラファイトの感受性.

SiC上塗を施してあるグラファイトの感受性は金属有機性化学蒸気の沈殿物(MOCVD)装置で、単一の水晶基質を支え、熱するために普通使用されます。 熱安定性および均等性 SiC上塗を施してあるグラファイトの感受性 mOCVD装置(VeecoやAixtronなどのMOCVD機器のリーディングカンパニー)のコアコンポーネントを作る、エピタキシャル材料の成長品質に不可欠です。 現在、MOCVD技術は、そのシンプルさ、制御可能な成長率、および高い純度による青色LEDのためのGaNフィルムの表軸成長で広く使用されています。 MOCVD原子炉の重要な部分として、 gaNのフィルムのエピタキシャル成長のためのsusceptor 高温抵抗、均一熱伝導性、化学安定性、および強い熱衝撃の抵抗を持っている必要があります。 グラファイトはこれらの条件を完全に満たします.

MOCVD装置の中心コンポーネントとして、グラファイトの感受性はフィルム材料の均等性そして純度に直接影響を及ぼす単一水晶基質を支え、熱します。 その品質は、エピタキシャルウエハの調製に直接影響を与えます。 しかし、使用量の増加と労働条件の変化により、グラファイトの受容体は容易に摩耗し、消耗品と見なされます.

MOCVDの感受性 次の条件を満たすために特定のコーティング特性を持っている必要があります

• -よい適用範囲: コーティングは完全に腐食性のガス環境の腐食を防ぐために高密度のグラファイトの容器を覆いなければなりません.
• -高い結合強さ: コーティングは皮をむくことなしで複数の高温および低温周期に抵抗するグラファイトの感受性に強く結合しなければなりません.
• -化学安定性: 高温および腐食性の大気の失敗を避けるためにコーティングは化学的に馬小屋でなければなりません.

耐食性、高い熱伝導性、熱衝撃抵抗および高い化学安定性のSiCは、GaNのエピタキシャル環境でよく行います。 また、SiCの熱膨張係数はグラファイトに似ており、SiCはグラファイトスセプターコーティングの好ましい材料となります.

現在、SiCの一般的なタイプには3C、4H、6H、それぞれ異なる用途に適しています。 例えば、4H-SiCは高出力装置を作り出すことができます、6H-SiCは3C-SiCがGaNに構造で類似している間、光電子装置のために安定した、使用されて、それはGaNのエピタキシャル層の生産およびSiC-GaN RF装置のために適したようにします。 β-SiCとも呼ばれる3C-SiCは、主にフィルムおよびコーティング材料として使用され、コーティングのための第一次材料にします.

ソルゲル、埋め込み、ブラシ、プラズマスプレー、化学蒸気反応(CVR)、化学蒸着(CVD)など、SiCコーティングを準備するさまざまな方法があります.

これらの中で、埋め込み方式は高温固体相焼結プロセスです。 SiおよびC粉を含む埋め込み粉にグラファイト基質を置き、不活性ガス環境で焼結することにより、グラファイト基質にSiCコーティングが形成されます。 この方法はシンプルで、被膜は基板によく接着します。 しかし、コーティングは厚さの均等性を欠い、気孔があるかもしれません、貧しい酸化抵抗に導きます.

スプレーコーティング方法

スプレーコーティング方法は、液体原料をグラファイト基質表面にスプレーし、特定の温度でそれらを硬化してコーティングを形成することを含みます。 この方法はシンプルで費用対効果が大きいが、コーティングと基質の間の弱い結合、悪いコーティングの均等性および低い酸化抵抗の薄いコーティング、補助方法を必要とします.

イオンビーム噴霧方法

イオン ビーム噴霧はイオン ビーム銃をグラファイトの基質の表面に溶融するか、または部分的に溶ける材料に吹きかけるために、凝固のコーティングを形作る使用します。 この方法はシンプルで緻密なSiCコーティングを生成します。 しかし、薄膜は酸化抵抗が弱いため、SiCコンポジットコーティングによく使われ、品質を向上させます.

ソルゲル法

SOL-gel法は、基板表面を覆い、乾燥や焼結後のコーティングを得る、均一で透明なSOL溶液を準備することを含みます。 この方法はシンプルで費用対効果が大きいですが、熱衝撃抵抗の低いコーティングおよび割れることへの感受性で結果は、広範な適用を制限します.

化学気相反応（CVR）

CVRはSiおよびSiO2の粉を高温で使用し、SiCのコーティングを形作るためにカーボン材料の基質と反応するSiOの蒸気を発生させます。 その結果、SiCコーティングは基板と密接に結合しますが、プロセスは高い反応温度とコストを必要とします.

化学気相成長法（CVD）

CVDはSiCコーティングの準備のための第一次技術です。 グラファイト基質表面にガス相反応を伴い、原材料が物理的および化学反応を受け、SiCコーティングとして堆積します。 CVDは、基板の酸化と耐摩耗性を高める、堅く接合されたSiCコーティングを生成します。 しかしながら、CVDは長時間堆積時間があり、有毒ガスを伴う可能性があります.

市場状況

SiC上塗を施してあるグラファイトの感受性の市場では、外国の製造業者に重要な鉛および高い市場占有率があります。 Semicera はグラファイト基質に均一な SiC コーティングの成長のための中心の技術を克服しましたり、熱伝導性、伸縮性がある係数、剛さ、格子欠陥および他の質の問題、十分に MOCVD 装置の条件を満たす解決を提供します.

Future Outlook

中国半導体業界は急速に発展し、MOCVDエピタキシャル機器のローカリゼーションを高め、アプリケーションを拡大しています。 SiC-coatedグラファイトスセプター市場は急速に成長すると予想されます.

Conclusion

化合物半導体機器の重要なコンポーネントとして、コア製造技術をマスターし、SiCコーティンググラファイトスセプターをローカライズすることは、中国の半導体業界にとって戦略的に重要です。 国内のSiC-coatedグラファイトの感受性分野は国際レベルに達するプロダクト質と繁栄しています。 Semiceraはこの分野の一流の製造者になることに努力しています.