Защо CVD SiC покритията са задължителни за MOCVD графитни токоприемници?

В производството на LED чипове MOCVD епитаксията служи като основен процес, който определя светлинната ефективност. По време на производството графитните фиксатори, носещи сапфирени или силициеви субстрати, работят при повтарящи се термични цикли при температури близки до 1000°C в корозивни атмосфери. Съответно, производителността на графитните сенцептори пряко влияе върху ефикасността на епитаксия, равномерността на епитаксия и крайния добив на готовите устройства. Нанасянето на CVD SiC покритие върху графитни фиксатори се превърна в основното индустриално решение. Тази статия описва накратко обосновката зад този дизайн.

Какво се случва при използване на графитни фиксатори без покритие?

Графите отличен материал за поддръжка при висока температура, но има три присъщи недостатъка, които драстично се влошават в камерите MOCVD:

1. Химическа корозия при високи температури

Процесите MOCVD въвеждат амоняк, водород и металоорганични прекурсори. Когато графитът влезе в контакт с тези газове при почти 1000°C, се произвеждат въглеводороди и дори циановодород. Това причинява непрекъсната корозия на графитната повърхност с постепенно отклонение на размерите и страничните продукти на реакцията замърсяват епитаксиалния слой.

2. Отделяне на примеси от пореста структура

Тъй като графитът има присъща пореста структура, остатъчните метални примеси, адсорбираната влага и кислородът от производството постепенно се освобождават по време на повтарящи се цикли на нагряване. Всяко изпускане предизвиква колебания в концентрацията на фонови примеси на епитаксиалния слой, което ще създаде необясними дефектни точки, видими на кривите на добив.

3. Прах и деформация при термичен цикъл

MOCVD приемниците преминават през множество цикли на нагряване и охлаждане всеки ден. Голият графит страда от намалена сила на свързване между повърхностните частици при повтарящ се термичен шок, което води до разпадане на прах. Въглеродните частици, попадащи върху епитаксиалните пластини, водят до фатално замърсяване с частици.

Накратко, непокритите графитни сензори действат като непредсказуеми „бомби с примеси“, които непрекъснато освобождават замърсители вътре в MOCVD камерите.

Какви предимства предоставя CVD SiC покритието?

Тъй като процесите на производство на полупроводници напредват до нанометрови и дори атомни възли, следи от повърхностни замърсители, включително прахови замърсители и метални йонни примеси, ще влошат или дори ще направят крайните полупроводникови устройства напълно нефункционални. Това налага много по-строги изисквания за производителност на графитните фиксатори, използвани в епитаксиалните процеси. Разчитайки на усъвършенстваната технология за химическо отлагане на пари, еднородно плътно SiC покритие, нанесено върху графитни фиксатори. Това покритие действа като здрава защитна керамична броня и осигурява следните ключови предимства:

1. Надеждна физическа защита

SiC покритието напълно изолира графитната основа от атмосферите на процеса, предотвратявайки контакта на амоняк и водород с основния графит и потискайки химическото ецване. Междувременно примесите, уловени вътре в графитната матрица, са запечатани под покритието и не могат да проникнат в камерата.

2. Свръхвисока чистота

CVD SiC покритията с чистота постигат чистота на ниво ppb (клас 9N, над 99,999995%), превъзхождайки значително повечето графитни материали. Това означава, че замърсяването на пластината отCVD SiC покрит графитен приемникповърхността е намалена до почти незначително ниво.

3. Превъзходна устойчивост на термичен удар

MOCVD рецепторите са склонни да понасят щети от бързи температурни колебания. Чрез корекции на процеса,CVD SiCпокритията могат да се свържат здраво с графитни основи и да се адаптират към коефициента на топлинно разширение на графита, като ефективно намаляват риска от напукване, причинено от екстремни температурни промени.

4. Забележителна устойчивост на окисление

По време на среда, съдържаща кислород под 1600°C, ултратънък защитен SiO₂ филм естествено се развива върху повърхността на покритието на CVD SiC покрити графитни фиксатори. Това CVD SiC покритие може да предотврати по-нататъшното окисление, което да ерозира вътрешните графитни фиксатори, като действа като последна мярка дори при тежки обстоятелства като непланирано поемане на въздух по време на процеса.