SiC لیپت Graphite Susceptor کیوں ناکام ہوتا ہے؟ - VeTek سیمی کنڈکٹر

SiC Coated Graphite Susceptor کے ناکامی کے عوامل کا تجزیہ

عام طور پر ، epitaxial sic لیپت گریفائٹ حساسین اکثر بیرونی i کا نشانہ بنایا جاتا ہےاستعمال کے دوران mpact، جو ہینڈلنگ کے عمل، لوڈنگ اور ان لوڈنگ، یا حادثاتی انسانی تصادم سے آ سکتا ہے۔ لیکن اہم اثر عنصر اب بھی ویفرز کے تصادم سے آتا ہے۔ نیلم اور سی سی سبسٹریٹس دونوں بہت سخت ہیں۔ اثر کا مسئلہ خاص طور پر تیز رفتار MOCVD آلات میں عام ہے، اور اس کی ایپیٹیکسیل ڈسک کی رفتار 1000 rpm تک پہنچ سکتی ہے۔ مشین کے سٹارٹ اپ، شٹ ڈاؤن اور آپریشن کے دوران، جڑتا کے اثر کی وجہ سے، سخت سبسٹریٹ اکثر پھینکا جاتا ہے اور ایپیٹیکسیل ڈسک پٹ کے کنارے کی دیوار یا کنارے سے ٹکرا جاتا ہے، جس سے SiC کوٹنگ کو نقصان پہنچتا ہے۔ خاص طور پر بڑے MOCVD آلات کی نئی نسل کے لیے، اس کی epitaxial ڈسک کا بیرونی قطر 700mm سے زیادہ ہے، اور مضبوط سینٹرفیوگل فورس سبسٹریٹ کی اثر قوت کو زیادہ اور تباہ کن قوت کو مضبوط بناتی ہے۔

NH3 اعلی درجہ حرارت کے پائرولیسس کے بعد بڑی مقدار میں ایٹم H پیدا کرتا ہے، اور ایٹم H گریفائٹ مرحلے میں کاربن کے لیے مضبوط رد عمل رکھتا ہے۔ جب یہ شگاف پر بے نقاب گریفائٹ سبسٹریٹ سے رابطہ کرتا ہے، تو یہ گریفائٹ کو مضبوطی سے کھینچے گا، گیسی ہائیڈرو کاربن (NH3+C→HCN+H2) پیدا کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کرے گا، اور گریفائٹ سبسٹریٹ میں بورہول بنائے گا، جس کے نتیجے میں ایک عام بورہول کا ڈھانچہ ہوگا جس میں ایک کھوکھلا بھی شامل ہے۔ علاقہ اور ایک غیر محفوظ گریفائٹ علاقہ۔ ہر اپیٹیکسیل عمل میں، بورہول مسلسل شگافوں سے ہائیڈرو کاربن گیس کی ایک بڑی مقدار کو خارج کرتے ہیں، عمل کے ماحول میں گھل مل جاتے ہیں، ہر ایپیٹیکسی کے ذریعہ اگائے جانے والے ایپیٹیکسیل ویفرز کے معیار کو متاثر کرتے ہیں، اور آخر کار گریفائٹ ڈسک کو جلد ختم کرنے کا سبب بنتے ہیں۔

عام طور پر ، بیکنگ ٹرے میں استعمال ہونے والی گیس H2 پلس N2 کی تھوڑی مقدار ہے۔ H2 کا استعمال ڈسک کی سطح پر ذخائر کے ساتھ رد عمل کے لئے کیا جاتا ہے جیسے ایلن اور الگن ، اور N2 کو رد عمل کی مصنوعات کو صاف کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم ، اعلی AL اجزاء جیسے ذخائر کو H2/1300 ℃ پر بھی ہٹانا مشکل ہے۔ عام ایل ای ڈی مصنوعات کے لئے ، بیکنگ ٹرے کو صاف کرنے کے لئے H2 کی تھوڑی مقدار استعمال کی جاسکتی ہے۔ تاہم ، GAN پاور ڈیوائسز اور آر ایف چپس جیسے اعلی تقاضوں والی مصنوعات کے ل Cl ، سی ایل 2 گیس اکثر بیکنگ ٹرے کو صاف کرنے کے لئے استعمال ہوتی ہے ، لیکن لاگت یہ ہے کہ ایل ای ڈی کے لئے استعمال ہونے والے ٹرے کی زندگی بہت کم ہے۔ چونکہ سی ایل 2 اعلی درجہ حرارت (سی ایل 2+ایس آئی سی → ایس آئی سی ایل 4+سی) پر ایس آئی سی کوٹنگ کو کوروڈ کرسکتا ہے ، اور سطح پر بہت سے سنکنرن سوراخ اور بقایا فری کاربن تشکیل دے سکتا ہے ، لہذا سی ایل 2 پہلے ایس آئی سی کی کوٹنگ کے اناج کی حدود کو گھٹا دیتا ہے ، اور پھر اس کے نتیجے میں اناج کو ختم کرتا ہے۔ کریکنگ اور ناکامی تک کوٹنگ کی طاقت میں کمی۔

sic epitaxial گیس اور SiC کوٹنگ کی ناکامی۔

SiC ایپیٹیکسیل گیس میں بنیادی طور پر H2 (بطور کیرئیر گیس)، SiH4 یا SiCl4 (Si سورس فراہم کرنا)، C3H8 یا CCl4 (C سورس فراہم کرنا)، N2 (ڈوپنگ کے لیے N سورس فراہم کرنا)، TMA (ٹرائیمیتھائیلومینم، ال سورس فراہم کرنا، ڈوپنگ کے لیے) شامل ہیں۔ )، HCl+H2 (ان سیٹو ایچنگ)۔ SiC ایپیٹیکسیل بنیادی کیمیائی رد عمل: SiH4+C3H8→SiC+بائی پروڈکٹ (تقریباً 1650℃)۔ SiC سبسٹریٹس کو SiC epitaxy سے پہلے گیلا صاف کرنا چاہیے۔ گیلی صفائی مکینیکل علاج کے بعد سبسٹریٹ کی سطح کو بہتر بنا سکتی ہے اور متعدد آکسیکرن اور کمی کے ذریعے اضافی نجاست کو دور کر سکتی ہے۔ پھر HCl+H2 کا استعمال ان سیٹو اینچنگ اثر کو بڑھا سکتا ہے، Si کلسٹرز کی تشکیل کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے، Si سورس کے استعمال کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے، اور سنگل کرسٹل سطح کو تیزی سے اور بہتر طریقے سے اینچ کر سکتا ہے، ایک واضح سطح کی نشوونما کا مرحلہ بناتا ہے، ترقی کو تیز کرتا ہے۔ شرح، اور مؤثر طریقے سے SiC epitaxial پرت کے نقائص کو کم کرنا۔ تاہم، جبکہ HCl+H2 SiC سبسٹریٹ کو ان سیٹو میں کھینچتا ہے، یہ پرزوں (SiC+H2→SiH4+C) پر SiC کوٹنگ میں تھوڑی مقدار میں سنکنرن کا سبب بھی بنے گا۔ چونکہ ایس آئی سی کے ذخائر ایپیٹیکسیل فرنس کے ساتھ بڑھتے رہتے ہیں، اس لیے اس سنکنرن کا بہت کم اثر ہوتا ہے۔

SiC ایک عام پولی کرسٹل مواد ہے۔ سب سے عام کرسٹل ڈھانچے 3C-SiC، 4H-SiC اور 6H-SiC ہیں، جن میں سے 4H-SiC کرسٹل مواد ہے جو مرکزی دھارے کے آلات کے ذریعہ استعمال ہوتا ہے۔ کرسٹل فارم کو متاثر کرنے والے بڑے عوامل میں سے ایک رد عمل کا درجہ حرارت ہے۔ اگر درجہ حرارت ایک خاص درجہ حرارت سے کم ہے تو، دیگر کرسٹل فارم آسانی سے پیدا ہو جائیں گے. صنعت میں بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے 4H-SiC ایپیٹیکسی کا ردعمل درجہ حرارت 1550~1650℃ ہے۔ اگر درجہ حرارت 1550 ℃ سے کم ہے، تو دیگر کرسٹل شکلیں جیسے 3C-SiC آسانی سے پیدا ہو جائیں گی۔ تاہم، 3C-SiC ایک کرسٹل شکل ہے جو عام طور پر SiC کوٹنگز میں استعمال ہوتی ہے۔ تقریباً 1600 ℃ کے رد عمل کا درجہ حرارت 3C-SiC کی حد تک پہنچ گیا ہے۔ لہذا، SiC کوٹنگز کی زندگی بنیادی طور پر SiC epitaxy کے رد عمل کے درجہ حرارت سے محدود ہے۔

چونکہ ایس آئی سی کوٹنگز پر ایس آئی سی کے ذخائر کی شرح نمو بہت تیز ہے ، لہذا افقی گرم دیوار ایس آئی سی ایپیٹاکسیل آلات کو بند کرنے کی ضرورت ہے اور اندر کے ایس آئی سی کوٹنگ کے حصوں کو کچھ مدت کے لئے مسلسل پیداوار کے بعد نکالنے کی ضرورت ہے۔ اضافی ذخائر جیسے ایس آئی سی کوٹنگ کے پرزوں پر ایس آئی سی کو میکانکی رگڑ → دھول کو ہٹانا → الٹراسونک صفائی → اعلی درجہ حرارت کی تزکیہ کے ذریعہ ہٹا دیا جاتا ہے۔ اس طریقہ کار میں بہت سے مکینیکل عمل ہیں اور کوٹنگ کو میکانکی نقصان پہنچانے میں آسان ہے۔

کو درپیش بہت سے مسائل کے پیش نظرsic کوٹنگsic epitaxial آلات میں، SiC کرسٹل گروتھ آلات میں TaC کوٹنگ کی بہترین کارکردگی کے ساتھ، SiC کوٹنگ کی جگہsic epitaxialٹی اے سی کوٹنگ والے سامان نے آہستہ آہستہ سازوسامان مینوفیکچررز اور آلات استعمال کرنے والوں کے وژن میں داخل کیا ہے۔ ایک طرف ، ٹی اے سی کا پگھلنے کا نقطہ 3880 to تک ہے ، اور وہ اعلی درجہ حرارت پر NH3 ، H2 ، SI ، اور HCL بخار جیسے کیمیائی سنکنرن کے خلاف مزاحم ہے ، اور اس میں درجہ حرارت کی اعلی مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت انتہائی مضبوط ہے۔ دوسری طرف ، ٹی اے سی کوٹنگ پر ایس آئی سی کی شرح نمو ایس آئی سی کی کوٹنگ پر ایس آئی سی کی شرح نمو سے کہیں زیادہ آہستہ ہے ، جو ذرہ گرنے اور مختصر سامان کی بحالی کے چکر کی بڑی مقدار میں مسائل کو دور کرسکتی ہے ، اور زیادہ تلچھٹ جیسے ایس آئی سی۔ کے ساتھ مضبوط کیمیائی میٹالرجیکل انٹرفیس تشکیل نہیں دے سکتاٹیک کوٹنگ، اور اضافی تلچھٹ کو ایس آئی سی کوٹنگ پر یکساں طور پر اگائے جانے والے ایس آئی سی کے مقابلے میں ہٹانا آسان ہے۔