MOCVD గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లకు CVD SiC కోటింగ్‌లు ఎందుకు తప్పనిసరి?

LED చిప్ తయారీలో, MOCVD ఎపిటాక్సీ ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయించే ప్రధాన ప్రక్రియగా పనిచేస్తుంది. ఉత్పత్తి సమయంలో, నీలమణి లేదా సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లను మోసే గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లు తినివేయు వాతావరణంలో 1,000°Cకి దగ్గరగా ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పునరావృత ఉష్ణ చక్రాల క్రింద పనిచేస్తాయి. దీని ప్రకారం, గ్రాఫైట్ ససెప్టర్ల పనితీరు నేరుగా ఎపిటాక్సీ సామర్థ్యం, ​​ఎపిటాక్సీ ఏకరూపత మరియు పూర్తయిన పరికరాల తుది దిగుబడిపై ప్రభావం చూపుతుంది. గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లపై CVD SiC కోటింగ్‌ను జమ చేయడం ప్రధాన స్రవంతి పరిశ్రమ పరిష్కారంగా మారింది. ఈ వ్యాసం ఈ డిజైన్ వెనుక ఉన్న హేతువును క్లుప్తంగా వివరిస్తుంది.

అన్‌కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లను ఉపయోగించినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది?

గ్రాఫైట్అధిక-ఉష్ణోగ్రత మద్దతు కోసం అద్భుతమైన పదార్థాలు, అయినప్పటికీ ఇది మూడు స్వాభావిక లోపాలను కలిగి ఉంది, ఇవి MOCVD గదులలో తీవ్రంగా తీవ్రతరం అవుతాయి:

1. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద రసాయన తుప్పు

MOCVD ప్రక్రియలు అమ్మోనియా, హైడ్రోజన్ మరియు లోహ-సేంద్రీయ పూర్వగాములను పరిచయం చేస్తాయి. గ్రాఫైట్ దాదాపు 1,000°C వద్ద ఈ వాయువులతో సంబంధంలోకి వచ్చినప్పుడు, హైడ్రోకార్బన్‌లు మరియు హైడ్రోజన్ సైనైడ్ కూడా ఉత్పత్తి అవుతాయి. ఇది క్రమంగా డైమెన్షనల్ విచలనంతో గ్రాఫైట్ ఉపరితలం యొక్క నిరంతర తుప్పుకు కారణమవుతుంది మరియు ప్రతిచర్య ఉపఉత్పత్తులు ఎపిటాక్సియల్ పొరను కలుషితం చేస్తాయి.

2. పోరస్ స్ట్రక్చర్ నుండి ఇంప్యూరిటీ అవుట్‌గ్యాసింగ్

గ్రాఫైట్ అంతర్గతంగా పోరస్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి, అవశేష లోహ మలినాలు, శోషించబడిన తేమ మరియు ఉత్పత్తి నుండి ఆక్సిజన్ పదేపదే తాపన చక్రాల సమయంలో క్రమంగా విడుదలవుతాయి. ప్రతి విడుదల ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క నేపథ్య అశుద్ధ సాంద్రతలో హెచ్చుతగ్గులను ప్రేరేపిస్తుంది, ఇది దిగుబడి వక్రతలపై కనిపించే వివరించలేని లోపం పాయింట్లను సృష్టిస్తుంది.

3. థర్మల్ సైక్లింగ్ కింద పౌడరింగ్ మరియు డిఫార్మేషన్

MOCVD ససెప్టర్లు ప్రతిరోజూ బహుళ తాపన మరియు శీతలీకరణ చక్రాలకు లోనవుతాయి. బేర్ గ్రాఫైట్ పదేపదే థర్మల్ షాక్‌లో ఉపరితల కణాల మధ్య తగ్గిన బంధన శక్తిని ఎదుర్కొంటుంది, ఫలితంగా పౌడర్ షెడ్డింగ్ అవుతుంది. ఎపిటాక్సియల్ పొరలపైకి పడే కార్బన్ కణాలు ప్రాణాంతక కణాల కాలుష్యానికి దారితీస్తాయి.

సంక్షిప్తంగా, అన్‌కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లు MOCVD ఛాంబర్‌ల లోపల కలుషితాలను నిరంతరం విడుదల చేసే అనూహ్యమైన "అశుద్ధ బాంబులు"గా పనిచేస్తాయి.

CVD SiC పూత ఏ ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది?

సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియలు నానోమీటర్ మరియు అటామిక్-స్కేల్ నోడ్‌లకు కూడా పురోగమిస్తున్నందున, రేణువుల కాలుష్య కారకాలు మరియు లోహ అయానిక్ మలినాలతో సహా ఉపరితల కలుషితాలు క్షీణిస్తాయి లేదా తుది సెమీకండక్టర్ పరికరాలను పూర్తిగా పని చేయవు. ఇది ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించే గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లపై చాలా కఠినమైన పనితీరు అవసరాలను విధిస్తుంది. అధునాతన రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ సాంకేతికతపై ఆధారపడి, గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లపై ఏకరీతిలో దట్టమైన SiC పూత నిక్షిప్తం చేయబడింది. ఈ పూత దృఢమైన రక్షిత సిరామిక్ కవచం వలె పనిచేస్తుంది మరియు క్రింది కీలక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది:

1. విశ్వసనీయ భౌతిక రక్షణ

SiC పూత ప్రాసెస్ వాతావరణం నుండి గ్రాఫైట్ బేస్‌ను పూర్తిగా వేరు చేస్తుంది, అమ్మోనియా మరియు హైడ్రోజన్‌లను బేస్ గ్రాఫైట్‌ను సంప్రదించకుండా మరియు రసాయన ఎచింగ్‌ను అణిచివేస్తుంది. ఇంతలో, గ్రాఫైట్ మాతృక లోపల చిక్కుకున్న మలినాలను పూత క్రింద సీలు చేస్తారు మరియు చాంబర్‌లోకి ప్రవేశించలేరు.

2. అల్ట్రా-హై క్లీన్లీనెస్

స్వచ్ఛత CVD SiC పూతలు ppb-స్థాయి స్వచ్ఛతను (9N గ్రేడ్, 99.999995% పైన) సాధించాయి, చాలా గ్రాఫైట్ మెటీరియల్‌లను అధిగమించాయి. దీని అర్థం పొర యొక్క కాలుష్యంCVD SiC కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్ఉపరితలం దాదాపు అతితక్కువ స్థాయికి తగ్గించబడింది.

3. సుపీరియర్ థర్మల్ షాక్ రెసిస్టెన్స్

MOCVD ససెప్టర్లు వేగవంతమైన ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గుల నుండి నష్టాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ప్రక్రియ సర్దుబాటు ద్వారా,CVD SiCపూతలు గ్రాఫైట్ బేస్‌లతో దృఢంగా బంధించగలవు మరియు గ్రాఫైట్ యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ గుణకానికి అనుగుణంగా ఉంటాయి, విపరీతమైన ఉష్ణోగ్రత మార్పుల వల్ల ఏర్పడే పగుళ్ల ప్రమాదాన్ని సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది.

4. విశేషమైన ఆక్సీకరణ నిరోధకత

1600°C కంటే తక్కువ ఆక్సిజన్ కలిగిన పరిసరాలలో, CVD SiC పూతతో కూడిన గ్రాఫైట్ ససెప్టర్ల పూత ఉపరితలంపై అతి-సన్నని రక్షణ SiO₂ ఫిల్మ్ సహజంగా అభివృద్ధి చెందుతుంది. ఈ CVD SiC పూత అంతర్గత గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లను క్షీణింపజేయడానికి తదుపరి ఆక్సీకరణను నిరోధించగలదు, ప్రక్రియ సమయంలో ప్రణాళిక లేని గాలి తీసుకోవడం వంటి విపత్కర పరిస్థితుల్లో కూడా చివరి ప్రయత్నంగా పనిచేస్తుంది.