Poukisa grafit ki gen gwo pite enpòtan pou kontwòl defo epitaksi SiC

Kalite yon waf Silisyòm kabid (SiC) ki pwodui a enfliyanse pa menm chanjman sibtil nan anviwònman kwasans lan. Yon domèn anpil moun pa konsidere se grafit ki kouvri reaktè a. Li reziste anba chalè entans ki andedan reaktè a pandan l ap sipòte epi pozisyone waf la pandan epitaksi. Si grafit la pa pwòp oswa gen yon estrikti iregilye, ti moso materyèl oswa yon reyaksyon endezirab ka depoze pandan tout pwosesis kwasans lan. Ti pwoblèm sou sifas grafit la ka devlope nan gwo domaj nan waf la, sa ki lakòz plis travay ak pi ba sede pou manifaktirè chip yo. Kidonk, kondisyon ak pwòpte... Sisèpteur grafit se yon pwoblèm ki pi enpòtan pase pifò moun ta panse.

Kijan Pite Grafit Enfliyanse Pwoblèm Patikil nan Chanm Epitaksi?

Patikil yo se yon domaj waf ki toupatou nan chanm epitaksi SiC yo, epi souvan grafit enplike nan pwosesis la. Pati grafit yo rete nan zòn cho reaktè SiC a, pote waf la epi enfliyanse kontou tèmik yo. Avèk itilizasyon grafit ki mwens pi, tras enpurte, tankou kontaminan metalik, sann, oswa rezidi rezidyèl pwosesis, ka soti nan grafit la dousman sou tan pandan kwasans tanperati ki wo. Enpurte ki soti nan gaz yo souvan pa detektab nan chanm lan, men evantyèlman yo ateri sou sifas waf la, oswa yo vin yon pati nan faz gaz la. Pa egzanp, nan yon aplikasyon yon faktori te chwazi yon grafit ki pi ba kalite pou ekonomize lajan. Malgre ke pa gen okenn pwoblèm ki te aparan pandan ti kantite tan okòmansman, apre plizyè sik... Epitaksi Sic , yo te obsève ti twou zegwi o aza ak tach ki graj sou sifas waf la. Yo te remonte sous domaj sa yo nan mikwo patikil ki te emèt nan sipò grafit la oswa sisèptè a. Patikil yo ta antre nan chanm kwasans lan epi aji kòm grenn nan yon fason endezirab. Dansite inegal nan pati grafit la ta kontribye tou nan mikwo-krak sou sifas pati a lè yo chofe l, sa ki ta mennen nan pèt patikil amann nan chanm lan sou tan, menm si pati a ka parèt pwòp. Kidonk, siveyans sous grafit la ak istwa li se yon travay woutin nan faktori pou evite domaj ki gen rapò ak patikil yo. Yon grafit pite ki wo ak yon kantite sann kontwole jeneralman dezirab, espesyalman pou pwodiksyon alontèm. Yo kontwole tou yon konte sik tèmik pati yo paske materyèl yo pral pèdi patikil menm apre bon pwosesis inisyal yo. Epitou, metòd antretyen pou pati grafit yo enfliyanse domaj yo. Pa egzanp, pwosedi netwayaj agresif ta domaje sifas grafit la epi lakòz mikwo-krak. Metòd ki pi pito a se yon pwosesis netwayaj dou, kontwole ak yon entèraksyon fizik minimòm ak pati grafit yo. Pou rezon ekonomik, ranplase pyès yo pi bonè pase sa yo te espere a ta ka pi bon pase fè fas ak pèt sede nan etap pita yo. An brèf, kontwòl jenerasyon patikil nan yon pwosesis epitaksi SiC tipik santre sou ti detay sou kalite materyèl ak pratik manyen yo. Pwoblèm kalite grafit la se nan kè pwoblèm nan.

Kondisyon Materyèl pou Pati Epitaxial SiC High-End ak Sisèpteur

Pou epitaksi SiC, pati ki nan reaktè a yo plis pase jis pou 'kenbe' waf la. Sisèptè yo, transpòtè grafit yo ak konpozan zòn cho nan reaktè a enfliyanse dirèkteman kwasans kristal la. Se poutèt sa materyèl yo trè egzijan epi yon ti defo ap evantyèlman manifeste kòm yon domaj sou waf la. Estabilite tèmik ki wo se yon egzijans fondamantal. Pati yo chofe a tanperati ki wo anpil pou yon tan long (pafwa sik chofaj/refwadisman repetitif). Yon materyèl ki pa ka kenbe estabilite nan tanperati sa yo pral defòme epi li ka evantyèlman fann. Ti chanjman nan jeyometri ka chanje anpil koule gaz ak distribisyon chalè sa ki lakòz kwasans kristal ki pa inifòm sou sifas waf la. Pite se yon lòt faktè kritik. Pwosesis SiC wo nivo yo mande yon kontni metal ki ba anpil ak yon nivo sann ki ba anpil nan konpozan ki baze sou grafit. Pandan operasyon metal tras yo ap koule dousman soti nan pati yo, kontaminan yo ka difize nan chanm lan epi lakòz kontaminasyon patikil oswa domaj kristal lokal yo. Nan kèk faktori, yo te remonte fot anpileman o aza nan yon sèl pakèt sisèptè ki kontamine. Estrikti sifas la se yon egzijans enpòtan. Yon sifas lis e inifòm ap ede diminye pèt patikil pandan sik chofaj/refwadisman an. Yon sifas ki pa inifòm, oubyen pò nan estrikti sifas la, ap kontinye kraze pandan operasyon an e konsa jenere yon sous patikil fiks nan chanm lan. Kalite kouch la se yon lòt egzijans esansyèl tou. Anpil siseptè wo nivo itilize kouch SiC kòm yon kouch pwoteksyon. Kouch la dwe byen kole sou materyèl baz la epi li dwe reziste operasyon pwolonje. Move lyezon ak delaminasyon pral ekspoze grafit baz la dirèkteman nan anviwònman reyaksyon difisil la. Nou souvan wè sa nan aplikasyon reyèl: pa egzanp, yon faktori waf k ap fonksyone pou yon pakèt pwodiksyon long ap obsève to domaj la ap ogmante piti piti apre plizyè santèn sik. Enspekte siseptè a ap revele yon ti usure nan kouch la ak ewozyon kwen. Chanje oswa ranplase konpozan an ap retounen to domaj la nan yon nivo akseptab. Chwazi bon materyèl yo pa sèlman konsène pèfòmans inisyal konpozan yo, men estabilite materyèl la nan sik repete.

Efè estrikti grenn sou estabilite tèmik nan sistèm AIXTRON G10 yo

Estrikti grenn konpozan grafit yo andedan yon SiC ki reziste tanperati ki wo. Kwasans epitaksi Yon sistèm, tankou yon AIXTRON G10, gen yon gwo enpak sou estabilite tèmik. Sa gen rapò ak chanjman dimansyon, retansyon fòm, ak repons a siklaj tèmik. Grafit pa yon solid monolitik. Li konsiste de plizyè kristalit oswa grenn. Kristalit endividyèl yo ka gen diferan oryantasyon. Lè pa gen bon kontwòl sou gwosè grenn nan eleman grafit la, distribisyon chalè inegal rive. Zòn nan eleman an chofe epi refwadi nan diferan vitès. Sa kreye estrès entèn sou yon mikwo nivo. Dousman, avèk letan, estrès entèn sa a lakòz deformation oswa distòsyon nan pati tankou siseptè a oswa sipò wafer la. Pwosesis sa a fasil pou idantifye pandan pwodiksyon an. Li tipikman parèt lè liy wafer la ap opere nan tanperati ki wo. Kalite wafer la kòmanse devye apre plizyè santèn sik tèmik. Varyasyon nan epesè ogmante, epi domaj kwen yo kòmanse parèt pi regilyèman. Yon fwa yo egzamine pati sa yo, yo anjeneral gen siy deformation oswa fatig materyèl. Estrikti grenn amann ak distribisyon kristalit kontwole pral gen pi bon estabilite tèmik pase grenn koryas oswa estrikti o aza. Sa ap lakòz yon transfè chalè ki pi inifòm ak pwen estrès lokalize redwi. Avèk yon estrikti grenn ki apwopriye, pyès yo ap reziste deformation menm pandan plizyè santèn sik tèmik. Estrikti koryas oswa estrikti grenn ki mal distribye lakòz pwen fèb nan pyès la, sa ki pèmèt mikwo-krak epi finalman lage patikil nan chanm lan. Yon lòt pwoblèm enpòtan pou konsidere se rezistans a chòk tèmik. Gen pwen kote pyès la sibi chanjman tanperati enpòtan tankou chaje nan reaktè a oswa lè yo retire li. Si gen limit fèb ant grenn yo, mikwo-krak ka fòme sou liy grenn yo. Pandan ke sa pa tipikman lakòz pyès la echwe, li pèmèt feblès sa yo fòme nan materyèl la, sa ki mennen nan pwoblèm fyab nan lavni. Pifò faktori yo swiv dire lavi pyès la tou de pa kantite èdtan yo itilize, ak kantite sik tèmik ak tretman chalè total. Pyès ki gen yon estrikti grenn byen fèt gen yon lavi ki pi long, rezilta ki pi konsistan sou tan.

Redui Kontaminasyon Metalik nan Konpozan Grafit ki gen Gwo Pite

Youn nan pwoblèm "envizib" men kritik nan nenpòt pati grafit, menm nan pwosesis epitaksi SiC, se kontaminasyon metalik la. Menm ti tras metal nan yon pati grafit ka antre nan pwosesis la epi vin yon sous domaj difisil pou trase nan yon reaktè epitaksi SiC tankou AIXTRON G10 la. Metal sa yo nòmalman soti nan matyè premyè yo oswa divès etap pwosesis ki enplike nan fabrikasyon konpozan grafit la. Eleman tankou fè, nikèl, kalsyòm ak sodyòm yo komen epi yo rete bloke nan majorite grafit la nan tanperati chanm, sepandan, nan tanperati pwosesis ki wo yo itilize nan epitaksi SiC, eleman sa yo ka vin mobil. Metal tras sa yo ka evantyèlman degaze oswa imigre sou sifas la pandan sik chofaj/refwadisman repete nan zòn cho a, sètadi sisèpteur a oswa sipò wafer la li menm. Yon ka tipik ta dwe konsa: yon faktori kòmanse yon pakèt pwodiksyon lè l sèvi avèk nouvo pati grafit. Premye wafer yo ok epi yo pa montre okenn domaj, men apre yon sèten peryòd, ti domaj yo kòmanse parèt. Yo anjeneral ti twou, fay chemine o aza, oswa evènman patikil ki pa ka eksplike. Li fasil pou sispèk yon move koule gaz oswa yon evènman kontaminasyon pandan netwayaj chanm lan. Men, analiz detaye souvan mennen nan liberasyon dousman nan metal tras nan konpozan grafit yo. Kontwole pite grafit la se youn nan kle yo. Pou konpozan kritik yo, grafit pirifye nan tanperati ki wo ak yon kontni sann ki ba toujou pi pito. Etap pirifikasyon sa a retire majorite rezidi metalik yo. Grafit sa a ka kenbe eleman yo bloke pou yon tan ki pi long menm anba sik chofaj/refwadisman repete. Enspeksyon k ap rantre nan pati grafit yo trè enpòtan tou nan kèk faktori. Teste pakèt grafit yo ak teknik tankou ICP-OES oswa XRF ka anpeche itilizasyon pati ki kontamine. Li ka anpeche tou melanje pati ki soti nan diferan sous nan menm koule pwosesis la. Kouch tankou SiC oswa TaC ede tou rezoud pwoblèm nan lè yo aji kòm yon baryè ant pati grafit la ak anviwònman pwosesis la. Toutotan kouch la byen depoze epi li byen kole ak substra grafit ki anba a, li pral diminye entèraksyon pati grafit la ak anviwònman pwosesis la. Anfen, men pa pi piti enpòtan, se manyen ak depo pati grafit yo. Pati grafit yo ka kontamine pandan manyen ak gan sal, enstriman oswa lè yo estoke sou yon etajè ki pa pwòp. Kontaminasyon sifas sa a ka antre nan founo a pandan sik chofaj la. Pou diminye kontaminasyon metalik nan pati grafit yo, li nesesè pou fè anpil ti efò. Li nesesè pou itilize yon materyèl ki gen yon gwo pite ansanm ak bon pratik manyen ak yon kontwòl pwosesis strik.

Poukisa Sistèm Veeco EPIK yo mande materyèl grafit ki gen porosite ultra ba?

Pati grafit ki nan platfòm Veeco EPIK Systems yo sibi youn nan kondisyon pwosesis ki pi difisil nan fabrikasyon semi-kondiktè. Konpozan sa yo fè eksperyans kondisyon tanperati ki wo, chimi gaz agresif ak sik pwosesis ki long. Grafit ki gen yon porosit ki ba anpil enpòtan pou kenbe entegrite ak pwòpte epitaksi SiC la. Porosit refere a ti porosit entèn ki egziste nan kò grafit la li menm. Malgre yon sifas ki parfe lis, ka gen porosit entèn ki bloke gaz pwosesis, rezidi ak chimi netwayaj. Gwo porosit vle di plis volim entèn pou bloke, kote apre ekspozisyon a tanperati ki wo, materyèl la ka degaze dousman. Degazaj sa a pa toujou lineyè epi li ka mennen nan pete, sa ki fè pwosesis la difisil pou kontwole. Nan epitaksi SiC, sa a patikilyèman danjere. Lè gaz yo lage nan kò grafit la, yo ka enkòpore nan koule gaz la nan chanm epitaksi a, sa ki kontribye nan patikil endezirab. Patikil yo pral jwenn wout yo sou sifas waf la, sa ki pral afekte kwasans kristal la epi yo ka mennen nan domaj inatandi tankou twou o aza, sifas ki graj oswa varyasyon lokal nan epesè waf la. Yon senaryo tipik yo rankontre se nan ranp pwodiksyon kote yon faktori pwòp resevwa nouvo pyès grafit pou yon sistèm EPIK. Rezilta inisyal yo ka akseptab, sepandan, pandan sik tèmik yo repete, to domaj yo ka ogmante epi enspeksyon tren pwosesis la, ki gen ladan liy gaz, tiyo ak etap pwosesis netwayaj yo, ka pa revele anyen evidan. Souvan yo revele ke koupab la se grafit ki gen porosit ki ba nan zòn tanperati ki wo a. Seleksyon grafit ki gen porosit ultra ba a efektivman minimize risk sa a lè li limite volim entèn kote espès ki bloke yo ka kache, sa ki minimize pwobabilite pou liberasyon gaz toudenkou lè yo chofe. Li asosye tou ak yon pi bon entegrite mekanik. Estrikti ki pi dans nan grafit ki gen porosit ultra ba a tipikman ofri yon rezistans ogmante nan fann pandan grafit la sibi sik tèmik repete. Anplis de sa, sifas ki gen porosit ki ba yo ankouraje yon entegrite kouch amelyore. Lè SiC oswa lòt materyèl refraktè yo kouvri sou sifas grafit sa yo, yo byen kole sou yon sifas ki mwens pore. Sa a pwobableman akòz ogmantasyon entimite lyezon ant materyèl ki kouvri a ak grafit la, ki an vire amelyore rezistans ak lonjevite kouch yo ak potansyèl yo pou kale oswa dekale. Finalman, seleksyon grafit ki gen porosit ultra ba nan yon senaryo fabrikasyon chak jou, pandan ke li se yon pwopriyete materyèl, bay yon benefis trè dirèk nan reyalize rezilta waf ki estab, pwòp, ak previzib nan pwosesis epitaksi SiC wo nivo.