เหตุใดจึงต้องเคลือบ CVD SiC กับตัวรับกราไฟท์？

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามกำลังอยู่ระหว่างการขยายกำลังการผลิตอย่างรวดเร็ว กระบวนการเอพิแทกซีของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และแกลเลียมไนไตรด์ (GaN) พัฒนาอย่างต่อเนื่องไปสู่สภาพแวดล้อมการทำงานที่อุณหภูมิสูง วัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษ และอุปกรณ์ชิปที่ย่อส่วน อย่างไรก็ตาม ตัวรับกราไฟท์แบบไม่เคลือบแบบทั่วไปที่ต้องเผชิญกับสภาวะการทำงานที่มีอุณหภูมิสูงและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรง รวมถึงการปนเปื้อนในกระบวนการ อายุการใช้งานสั้น และการปิดระบบอุปกรณ์บ่อยครั้ง ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพของสายการผลิตและผลผลิตของชิปอย่างต่อเนื่อง เพื่อรับมือกับความท้าทายในอุตสาหกรรมเหล่านี้ โซลูชันการเคลือบซิลิกอนคาร์ไบด์ CVD พร้อมด้วยคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพของวัสดุที่เป็นเอกสิทธิ์เฉพาะ ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสายการผลิต epitaxy MOCVD และ MBE ขั้นสูง

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของตัวรับกราไฟท์ที่ไม่เคลือบผิวในการผลิตขั้นสูง

การผลิต epitaxy ของเซมิคอนดักเตอร์ทำงานภายใต้สภาวะการทำงานที่หนักหน่วง กระบวนการ epitaxy SiC และ GaN ต้องใช้อุณหภูมิสูงอย่างคงที่ในช่วงตั้งแต่ 1,000 °C ถึง 1,600 °Cตัวรับกราไฟท์sต้องสัมผัสกับก๊าซที่มีปฏิกิริยาสูงอย่างต่อเนื่อง เช่น ไฮโดรเจน แอมโมเนีย และไฮโดรเจนคลอไรด์ ทำให้เกิดปัญหาสามประการที่แก้ไขไม่ได้:

1. การปนเปื้อนที่เกิดจากอนุภาค

ตัวรับกราไฟท์ที่ไม่มีการป้องกันจะมีรูพรุนมากมาย ภายใต้อุณหภูมิสูง พวกมันจะไวต่อการกัดเซาะของก๊าซและการหลุดร่อนของพื้นผิว ทำให้เกิดอนุภาคขนาดเล็ก เมื่ออนุภาคเหล่านี้เกาะติดกับชั้น epitaxis จะทำให้เกิดข้อบกพร่องที่มีความหนาแน่นสูง และลดผลผลิตของอุปกรณ์ไฟฟ้าและชิปออปโตอิเล็กทรอนิกส์ลงอย่างมาก มาตรฐานความบริสุทธิ์ของอุตสาหกรรมในปัจจุบันได้รับการยกระดับเป็น 7N (99.99999%); สิ่งสกปรกที่ติดตามจะทำให้เกิดการรั่วไหลของอุปกรณ์และทำให้ประสิทธิภาพของออปโตอิเล็กทรอนิกส์ลดลง

2. การเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วของส่วนประกอบกราไฟท์

ตัวรับกราไฟท์เปลือยขาดความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมี การสัมผัสกับบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในระยะยาวจะทำให้เกิดการสึกหรอแบบออกซิเดชั่น ซึ่งเร่งการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวรับ กระบอกฉนวนความร้อน และปลอกนำการไหล ซึ่งส่งผลให้ค่าใช้จ่ายในการจัดซื้อวัสดุสิ้นเปลืองเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ อัตราการเสื่อมสภาพของตัวรับกราไฟท์ไม่มีมาตรฐานที่เป็นเอกภาพ ซึ่งทำให้ไม่สามารถคาดการณ์เวลาการเปลี่ยนตัวรับของกราไฟท์ได้อย่างแม่นยำ ส่งผลให้กำหนดการผลิตหยุดชะงักได้ง่าย

กลไกและข้อดีของการเคลือบ CVD ซิลิคอนคาร์ไบด์

วัสดุกราไฟต์มีค่าการนำความร้อนที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการแปรรูปที่เหนือกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับตัวรับอีพิแทกซี อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถกำจัดข้อบกพร่องที่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีโดยธรรมชาติได้ โดยจำกัดการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง การสะสมไอสารเคมี (CVD)ซิลิคอนคาร์ไบด์เทคโนโลยีการเคลือบช่วยแก้ปัญหาความขัดแย้งด้านความเข้ากันได้ระหว่างตัวรับกราไฟท์และสภาพแวดล้อมกระบวนการที่รุนแรงโดยพื้นฐานผ่านการดัดแปลงวัสดุ

ภายในห้องปฏิกิริยาที่ปิดสนิท กระบวนการ CVD จะควบคุมปฏิกิริยาในเฟสก๊าซอย่างแม่นยำ ก๊าซสารตั้งต้นของซิลิคอน-คาร์บอนสลายตัวภายใต้อุณหภูมิที่ถูกควบคุมอย่างถูกต้อง โดยสะสมผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ไว้ที่ระดับอะตอมบนพื้นผิวกราไฟท์เพื่อสร้างชั้นป้องกันสุญญากาศหนาแน่นเต็มที่ที่ไร้รอยต่อ พันธะอะตอมจะเกิดขึ้นระหว่างการเคลือบและซับสเตรต ซึ่งจะบล็อกการแทรกซึมของก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และดักจับสิ่งสกปรกจากกราไฟท์ภายใน ขณะเดียวกันก็รักษาความแข็งแกร่งของซับสเตรตในด้านการนำความร้อนสูงและการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ โครงสร้างคอมโพสิตสร้างความสมดุลระหว่างการป้องกันที่โดดเด่นและประสิทธิภาพของสนามความร้อนที่มั่นคง

อะไรทำให้โซลูชันการเคลือบ SiC ของ Semicorex CVD โดดเด่น

ตัวรับกราไฟท์ที่เคลือบซิลิกอนคาร์ไบด์ CVD ไม่เพียงแต่เป็นการเคลือบแบบธรรมดาเท่านั้น แต่ยังเป็นกระบวนการทางวิศวกรรมแบบบูรณาการที่สมบูรณ์แบบที่ควบคุมความแม่นยำของมิติ คุณภาพการเคลือบ และความเข้ากันได้ของอุปกรณ์อย่างเข้มงวดตลอดทุกขั้นตอน ในฐานะผู้ผลิตชั้นนำในประเทศในประเทศจีน Semicorex มุ่งมั่นที่จะส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่มีความเสถียร อายุการใช้งานยาวนาน และคุ้มค่าการเคลือบซิลิกอนคาร์ไบด์ CVDโซลูชั่นสำหรับลูกค้า Semicorex ใช้อุปกรณ์ CNC ที่มีความแม่นยำในการประมวลผลพื้นผิวกราไฟท์ โดยควบคุมรูปร่าง เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของขนาด ความเรียบของฐาน และความแม่นยำในการวางตำแหน่งร่องอย่างเคร่งครัด เพื่อขจัดปัญหารองที่เกิดจากความแม่นยำในการประมวลผลที่ไม่เพียงพอ สำหรับสภาพการทำงานและความต้องการการใช้งานที่แตกต่างกัน ทีมงานด้านเทคนิคของ Semicorex นำเสนอโซลูชันการเคลือบที่ปรับแต่งได้เอง เพื่อให้มั่นใจว่ามีความเข้ากันได้สูงระหว่างการเคลือบและพื้นผิว ป้องกันการแตกร้าวของการเคลือบและการหลุดลอกที่เกิดจากการหมุนเวียนของความร้อนบ่อยครั้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อการเคลือบ CVD SiC เสร็จสิ้น Semicorex จะดำเนินการตรวจสอบข้อบกพร่องในการเคลือบแบบเต็มสเปกตรัมเพื่อให้แน่ใจว่าการเคลือบมีความสมบูรณ์ มีความหนาแน่น และปราศจากข้อบกพร่องใดๆ ดังนั้นจึงรับประกันความเสถียรของถาดกราไฟท์เคลือบซิลิกอนคาร์ไบด์ CVD บนเครื่อง