Semikonduktor Semicera berencana untuk meningkatkan produksi komponen inti untuk peralatan manufaktur semikonduktor secara global. Pada tahun 2027, kami bertujuan untuk mendirikan pabrik baru seluas 20.000 meter persegi dengan total investasi sebesar 70 juta USD. Salah satu komponen inti kami,pembawa wafer silikon karbida (SiC)., juga dikenal sebagai susceptor, telah mengalami kemajuan yang signifikan. Jadi, apa sebenarnya nampan yang menampung wafer ini?
Dalam proses pembuatan wafer, lapisan epitaksi dibangun di atas substrat wafer tertentu untuk membuat perangkat. Misalnya, lapisan epitaksi GaAs disiapkan pada substrat silikon untuk perangkat LED, lapisan epitaksi SiC ditanam pada substrat SiC konduktif untuk aplikasi daya seperti SBD dan MOSFET, dan lapisan epitaksi GaN dibuat pada substrat SiC semi-isolasi untuk aplikasi RF seperti HEMT. . Proses ini sangat bergantung padadeposisi uap kimia (CVD)peralatan.
Pada peralatan CVD, substrat tidak dapat ditempatkan langsung pada logam atau alas sederhana untuk pengendapan epitaksi karena berbagai faktor seperti aliran gas (horizontal, vertikal), suhu, tekanan, stabilitas, dan kontaminasi. Oleh karena itu, susceptor digunakan untuk menempatkan substrat, memungkinkan pengendapan epitaksial menggunakan teknologi CVD. Suseptor ini adalahSuseptor grafit berlapis SiC.
Suseptor grafit berlapis SiC biasanya digunakan dalam peralatan Deposisi Uap Kimia Organik Logam (MOCVD) untuk mendukung dan memanaskan substrat kristal tunggal. Stabilitas termal dan keseragaman Suseptor grafit berlapis SiCsangat penting untuk pertumbuhan kualitas bahan epitaksi, menjadikannya komponen inti peralatan MOCVD (perusahaan peralatan MOCVD terkemuka seperti Veeco dan Aixtron). Saat ini, teknologi MOCVD banyak digunakan dalam pertumbuhan epitaksi film GaN untuk LED biru karena kesederhanaannya, laju pertumbuhan yang terkendali, dan kemurnian yang tinggi. Sebagai bagian penting dari reaktor MOCVD,kerentanan untuk pertumbuhan epitaksi film GaNharus memiliki ketahanan suhu tinggi, konduktivitas termal yang seragam, stabilitas kimia, dan ketahanan guncangan termal yang kuat. Grafit memenuhi persyaratan ini dengan sempurna.
Sebagai komponen inti peralatan MOCVD, susceptor grafit mendukung dan memanaskan substrat kristal tunggal, yang secara langsung mempengaruhi keseragaman dan kemurnian bahan film. Kualitasnya berdampak langsung pada persiapan wafer epitaksial. Namun, dengan meningkatnya penggunaan dan kondisi kerja yang bervariasi, suseptor grafit mudah aus dan dianggap sebagai barang habis pakai.
Penerima MOCVDharus memiliki karakteristik pelapisan tertentu untuk memenuhi persyaratan berikut:
- -Cakupan yang bagus:Pelapisan harus benar-benar menutupi suseptor grafit dengan kepadatan tinggi untuk mencegah korosi di lingkungan gas korosif.
- -Kekuatan ikatan yang tinggi:Lapisan tersebut harus terikat kuat pada suseptor grafit, tahan terhadap beberapa siklus suhu tinggi dan suhu rendah tanpa terkelupas.
- -Stabilitas kimia:Pelapisan harus stabil secara kimia untuk menghindari kegagalan pada suhu tinggi dan atmosfer korosif.
SiC, dengan ketahanan terhadap korosi, konduktivitas termal yang tinggi, ketahanan guncangan termal, dan stabilitas kimia yang tinggi, bekerja dengan baik di lingkungan epitaksi GaN. Selain itu, koefisien ekspansi termal SiC mirip dengan grafit, menjadikan SiC bahan pilihan untuk pelapis suseptor grafit.
Saat ini, jenis SiC yang umum mencakup 3C, 4H, dan 6H, masing-masing cocok untuk aplikasi berbeda. Misalnya, 4H-SiC dapat menghasilkan perangkat berdaya tinggi, 6H-SiC stabil dan digunakan untuk perangkat optoelektronik, sedangkan 3C-SiC memiliki struktur yang mirip dengan GaN, sehingga cocok untuk produksi lapisan epitaksi GaN dan perangkat RF SiC-GaN. 3C-SiC, juga dikenal sebagai β-SiC, terutama digunakan sebagai bahan film dan pelapis, menjadikannya bahan utama pelapis.
Ada berbagai metode untuk mempersiapkannyapelapis SiC, termasuk sol-gel, embedding, penyikatan, penyemprotan plasma, reaksi uap kimia (CVR), dan deposisi uap kimia (CVD).
Diantaranya, metode embedding adalah proses sintering fase padat suhu tinggi. Dengan menempatkan substrat grafit dalam bubuk penyematan yang mengandung bubuk Si dan C dan sintering dalam lingkungan gas inert, lapisan SiC terbentuk pada substrat grafit. Metode ini sederhana, dan lapisannya menyatu dengan baik dengan substrat. Namun, lapisan tersebut kurang memiliki keseragaman ketebalan dan mungkin memiliki pori-pori, sehingga menyebabkan ketahanan oksidasi yang buruk.
Metode Pelapisan Semprot
Metode pelapisan semprot melibatkan penyemprotan bahan mentah cair ke permukaan substrat grafit dan mengawetkannya pada suhu tertentu untuk membentuk lapisan. Metode ini sederhana dan hemat biaya tetapi menghasilkan ikatan yang lemah antara lapisan dan substrat, keseragaman lapisan yang buruk, dan lapisan tipis dengan ketahanan oksidasi rendah, sehingga memerlukan metode tambahan.
Metode Penyemprotan Sinar Ion
Penyemprotan berkas ion menggunakan pistol berkas ion untuk menyemprotkan bahan cair atau sebagian cair ke permukaan substrat grafit, membentuk lapisan setelah pemadatan. Metode ini sederhana dan menghasilkan lapisan SiC yang padat. Namun, lapisan tipis memiliki ketahanan oksidasi yang lemah, sering digunakan untuk pelapis komposit SiC untuk meningkatkan kualitas.
Metode Sol-Gel
Metode sol-gel melibatkan pembuatan larutan sol yang seragam dan transparan, menutupi permukaan substrat, dan memperoleh lapisan setelah pengeringan dan sintering. Metode ini sederhana dan hemat biaya tetapi menghasilkan lapisan dengan ketahanan guncangan termal yang rendah dan kerentanan terhadap retak, sehingga membatasi penerapannya secara luas.
Reaksi Uap Kimia (CVR)
CVR menggunakan bubuk Si dan SiO2 pada suhu tinggi untuk menghasilkan uap SiO, yang bereaksi dengan substrat bahan karbon membentuk lapisan SiC. Lapisan SiC yang dihasilkan terikat erat dengan substrat, namun prosesnya memerlukan suhu dan biaya reaksi yang tinggi.
Deposisi Uap Kimia (CVD)
CVD adalah teknik utama untuk menyiapkan pelapis SiC. Ini melibatkan reaksi fase gas pada permukaan substrat grafit, di mana bahan mentah mengalami reaksi fisik dan kimia, mengendap sebagai lapisan SiC. CVD menghasilkan lapisan SiC yang terikat erat yang meningkatkan ketahanan oksidasi dan ablasi substrat. Namun, CVD mempunyai waktu pengendapan yang lama dan mungkin melibatkan gas beracun.
Situasi Pasar
Di pasar suseptor grafit berlapis SiC, pabrikan asing memiliki keunggulan signifikan dan pangsa pasar yang tinggi. Semicera telah mengatasi teknologi inti untuk pertumbuhan lapisan SiC yang seragam pada substrat grafit, memberikan solusi yang mengatasi konduktivitas termal, modulus elastis, kekakuan, cacat kisi, dan masalah kualitas lainnya, sepenuhnya memenuhi persyaratan peralatan MOCVD.
Pandangan Masa Depan
Industri semikonduktor Tiongkok berkembang pesat, dengan meningkatnya lokalisasi peralatan epitaksi MOCVD dan perluasan aplikasi. Pasar suseptor grafit berlapis SiC diperkirakan akan tumbuh pesat.
Kesimpulan
Sebagai komponen penting dalam peralatan semikonduktor majemuk, menguasai teknologi produksi inti dan melokalisasi suseptor grafit berlapis SiC merupakan hal yang penting secara strategis bagi industri semikonduktor Tiongkok. Bidang suseptor grafit berlapis SiC dalam negeri sedang berkembang pesat, dengan kualitas produk yang mencapai tingkat internasional.Semiceraberusaha untuk menjadi pemasok terkemuka di bidang ini.
Waktu posting: 17 Juli-2024