MOCVD ग्रेफाइट ससेप्टर्स के लिए CVD SiC कोटिंग्स क्यों जरूरी हैं?

एलईडी चिप निर्माण में, एमओसीवीडी एपिटैक्सी मुख्य प्रक्रिया के रूप में कार्य करती है जो चमकदार दक्षता निर्धारित करती है। उत्पादन के दौरान, नीलमणि या सिलिकॉन सब्सट्रेट ले जाने वाले ग्रेफाइट रिसेप्टर्स संक्षारक वायुमंडल के भीतर 1,000 डिग्री सेल्सियस के करीब तापमान पर बार-बार थर्मल चक्रों के तहत काम करते हैं। तदनुसार, ग्रेफाइट रिसेप्टर्स का प्रदर्शन सीधे एपिटेक्सी दक्षता, एपिटेक्सी एकरूपता और तैयार उपकरणों की अंतिम उपज को प्रभावित करता है। ग्रेफाइट सुसेप्टर्स पर सीवीडी SiC कोटिंग जमा करना मुख्यधारा का उद्योग समाधान बन गया है। यह आलेख इस डिज़ाइन के पीछे के तर्क पर संक्षेप में प्रकाश डालता है।

अनकोटेड ग्रेफाइट ससेप्टर्स का उपयोग करने पर क्या होता है?

सीसाउच्च तापमान समर्थन के लिए उत्कृष्ट सामग्री है, फिर भी इसमें तीन अंतर्निहित कमियां हैं जो एमओसीवीडी कक्षों के अंदर काफी बढ़ जाती हैं:

1. उच्च तापमान पर रासायनिक संक्षारण

एमओसीवीडी प्रक्रियाएं अमोनिया, हाइड्रोजन और धातु-कार्बनिक अग्रदूतों का परिचय देती हैं। जब ग्रेफाइट लगभग 1,000 डिग्री सेल्सियस पर इन गैसों के संपर्क में आता है, तो हाइड्रोकार्बन और यहां तक ​​कि हाइड्रोजन साइनाइड भी उत्पन्न होता है। यह क्रमिक आयामी विचलन के साथ ग्रेफाइट सतह के निरंतर क्षरण का कारण बनता है, और प्रतिक्रिया उपोत्पाद एपिटैक्सियल परत को दूषित करते हैं।

2. छिद्रपूर्ण संरचना से अशुद्धता का निष्कासन

चूंकि ग्रेफाइट में स्वाभाविक रूप से छिद्रपूर्ण संरचना होती है, इसलिए उत्पादन से अवशिष्ट धात्विक अशुद्धियाँ, अधिशोषित नमी और ऑक्सीजन बार-बार गर्म करने के चक्र के दौरान धीरे-धीरे निकलते हैं। प्रत्येक रिलीज एपिटैक्सियल परत की पृष्ठभूमि अशुद्धता एकाग्रता में उतार-चढ़ाव को ट्रिगर करती है, जो उपज घटता पर दिखाई देने वाले अस्पष्टीकृत दोष बिंदु बनाएगी।

3. थर्मल साइक्लिंग के तहत पाउडरिंग और विरूपण

एमओसीवीडी रिसेप्टर्स प्रतिदिन कई हीटिंग और कूलिंग चक्रों से गुजरते हैं। बार-बार थर्मल झटके के तहत नंगे ग्रेफाइट की सतह के कणों के बीच बंधन बल कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पाउडर गिर जाता है। एपिटैक्सियल वेफर्स पर गिरने वाले कार्बन कण घातक कण संदूषण का कारण बनते हैं।

संक्षेप में, अनकोटेड ग्रेफाइट ससेप्टर्स अप्रत्याशित "अशुद्धता बम" के रूप में कार्य करते हैं जो एमओसीवीडी कक्षों के अंदर लगातार दूषित पदार्थों को छोड़ते हैं।

सीवीडी SiC कोटिंग क्या लाभ प्रदान करती है?

जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाएं नैनोमीटर और यहां तक ​​कि परमाणु-पैमाने के नोड्स तक आगे बढ़ती हैं, कण प्रदूषकों और धात्विक आयनिक अशुद्धियों सहित सतह के संदूषक अंतिम सेमीकंडक्टर उपकरणों को ख़राब कर देंगे या पूरी तरह से गैर-कार्यात्मक बना देंगे। यह एपिटैक्सियल प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले ग्रेफाइट रिसेप्टर्स पर कहीं अधिक कठोर प्रदर्शन आवश्यकताओं को लागू करता है। उन्नत रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक पर भरोसा करते हुए, ग्रेफाइट रिसेप्टर्स पर एक समान रूप से सघन SiC कोटिंग जमा की जाती है। यह कोटिंग एक मजबूत सुरक्षात्मक सिरेमिक कवच के रूप में कार्य करती है और निम्नलिखित प्रमुख लाभ प्रदान करती है:

1. विश्वसनीय शारीरिक सुरक्षा

SiC कोटिंग प्रक्रिया वायुमंडल से ग्रेफाइट बेस को पूरी तरह से अलग करती है, अमोनिया और हाइड्रोजन को बेस ग्रेफाइट से संपर्क करने और रासायनिक नक़्क़ाशी को दबाने से रोकती है। इस बीच, ग्रेफाइट मैट्रिक्स के अंदर फंसी अशुद्धियाँ कोटिंग के नीचे सील हो जाती हैं और चैम्बर में नहीं जा सकतीं।

2. अति उच्च सफ़ाई

शुद्धता सीवीडी SiC कोटिंग्स पीपीबी-स्तर की शुद्धता (9एन ग्रेड, 99.999995% से ऊपर) प्राप्त करती है, जो अधिकांश ग्रेफाइट सामग्रियों से बेहतर प्रदर्शन करती है। इसका मतलब है कि वेफर का संदूषणसीवीडी SiC लेपित ग्रेफाइट सुसेप्टरसतह लगभग नगण्य स्तर तक कम हो गई है।

3. सुपीरियर थर्मल शॉक प्रतिरोध

एमओसीवीडी रिसेप्टर्स तेजी से तापमान में उतार-चढ़ाव से क्षति बनाए रखते हैं। प्रक्रिया समायोजन के माध्यम से,सीवीडी SiCकोटिंग्स ग्रेफाइट बेस के साथ मजबूती से बंध सकती हैं और ग्रेफाइट के थर्मल विस्तार गुणांक के अनुकूल हो सकती हैं, जिससे अत्यधिक तापमान परिवर्तन के कारण होने वाले दरार के जोखिम को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है।

4. उल्लेखनीय ऑक्सीकरण प्रतिरोध

1600°C से नीचे ऑक्सीजन युक्त वातावरण के दौरान, CVD SiC लेपित ग्रेफाइट रिसेप्टर्स की कोटिंग सतह पर एक अति पतली सुरक्षात्मक SiO₂ फिल्म स्वाभाविक रूप से विकसित होती है। यह सीवीडी SiC कोटिंग आंतरिक ग्रेफाइट रिसेप्टर्स को नष्ट करने के लिए आगे ऑक्सीकरण को रोक सकती है, प्रक्रिया के दौरान अनियोजित वायु सेवन जैसी गंभीर परिस्थितियों में भी अंतिम उपाय के रूप में कार्य करती है।