Apa Aplikasi Lapisan SiC lan TaC ing Lapangan Semikonduktor?

Kepiye Sektor Semikonduktor Ditetepake Secara Umum lan Apa Komponen Utamane?

Sektor semikonduktor umume nuduhake panggunaan bahan semikonduktor kanggo ngasilake sirkuit terpadu semikonduktor (IC), tampilan semikonduktor (panel LCD / OLED), lampu semikonduktor (LED), lan produk energi semikonduktor (fotovoltaik) liwat proses manufaktur semikonduktor sing gegandhengan. Sirkuit terintegrasi nyathet nganti 80% saka sektor iki, saengga, kanthi cetha, industri semikonduktor asring nuduhake industri IC.

Intine, manufaktur semikonduktor melu nggawe struktur sirkuit ing "substrat" ​​lan nyambungake sirkuit iki menyang daya eksternal lan sistem kontrol kanggo entuk macem-macem fungsi. Substrat, istilah sing digunakake ing industri, bisa digawe saka bahan semikonduktor kaya Si utawa SiC, utawa bahan non-semikonduktor kaya safir utawa kaca. Kajaba kanggo industri LED lan panel, wafer silikon minangka substrat sing paling umum digunakake. Epitaxy nuduhake proses ngembangake materi film tipis anyar ing substrat, kanthi bahan umum yaiku Si, SiC, GaN, GaAs, lan sapiturute. konsentrasi, lan profil lapisan epitaxial, ora gumantung saka substrate. Kontrol iki digayuh liwat doping sajrone proses pertumbuhan epitaxial.

Apa sing kalebu Proses Front-end ing Manufaktur Semikonduktor?

Proses front-end minangka bagean paling rumit kanthi teknis lan intensif modal saka manufaktur semikonduktor, sing mbutuhake pengulangan prosedur sing padha kaping pirang-pirang, mula diarani "proses siklik." Utamane kalebu reresik, oksidasi, fotolitografi, etsa, implantasi ion, difusi, anil, deposisi film tipis, lan polishing.

Kepiye Lapisan Nglindhungi Peralatan Pabrik Semikonduktor?

Peralatan manufaktur semikonduktor beroperasi ing lingkungan suhu dhuwur, korosif banget lan mbutuhake kebersihan sing dhuwur banget. Mangkono, nglindhungi komponen internal peralatan minangka tantangan sing penting. Teknologi lapisan nambah lan nglindhungi bahan dhasar kanthi mbentuk lapisan panutup sing tipis ing permukaane. Adaptasi iki ngidini bahan dhasar tahan lingkungan produksi sing luwih ekstrem lan kompleks, ningkatake stabilitas suhu dhuwur, tahan korosi, tahan oksidasi, lan ndawakake umure.

NgapaLapisan SiCPinunjul ing Domain Pabrikan Substrat Silicon?

Ing tungku wutah kristal silikon, uap silikon suhu dhuwur watara 1500 ° C bisa nyebabake corrode grafit utawa komponen materi karbon-karbon. Nglamar kemurnian dhuwurlapisan SiCing komponen kasebut kanthi efektif bisa ngalangi uap silikon lan ngluwihi umur layanan komponen.

Proses produksi wafer silikon semikonduktor rumit, nglibatake pirang-pirang langkah, kanthi pertumbuhan kristal, pembentukan wafer silikon, lan pertumbuhan epitaxial minangka tahapan utama. Wutah kristal minangka proses inti ing produksi wafer silikon. Sajrone fase persiapan kristal tunggal, paramèter teknis penting kayata diameter wafer, orientasi kristal, jinis konduktivitas doping, jangkauan lan distribusi resistivity, konsentrasi karbon lan oksigen, lan cacat kisi ditemtokake. Silikon kristal tunggal biasane disiapake nggunakake metode Czochralski (CZ) utawa metode Float Zone (FZ). Cara CZ paling umum digunakake, kira-kira 85% saka kristal tunggal silikon. Wafer silikon 12-inch mung bisa diprodhuksi nggunakake metode CZ. Cara iki nyakup bahan polysilicon kemurnian dhuwur ing crucible kuarsa, leleh ing sangisore pangayoman gas inert kemurnian dhuwur, lan banjur nglebokake wiji silikon kristal siji menyang leleh. Nalika wiji ditarik munggah, kristal kasebut tuwuh dadi batang silikon monocrystalline.

Kepiye caraneTaC CoatingNgembang karo Metode PVT?

Ciri khas SiC (kekurangan Si:C=1:1 fase cair ing tekanan atmosfer) ndadekake pertumbuhan kristal tunggal dadi tantangan. Saiki, cara utama kalebu Pengangkutan Uap Fisik (PVT), Deposisi Uap Kimia Suhu Tinggi (HT-CVD), lan Epitaksi Fase Cairan (LPE). Antarane iki, PVT minangka sing paling akeh diadopsi amarga syarat peralatan sing luwih murah, proses sing luwih gampang, kontrol sing kuat, lan aplikasi industri sing diadegake.

Cara PVT ngidini ngontrol lapangan suhu aksial lan radial kanthi nyetel kondisi insulasi termal ing njaba crucible grafit. Wêdakakêna SiC dilebokake ing ngisor wadhah grafit sing luwih panas, dene kristal wiji SiC dipasang ing ndhuwur sing luwih adhem. Jarak antarane wêdakakêna lan wiji biasane dikontrol nganti pirang-pirang puluhan milimeter supaya ora kena kontak antarane kristal SiC sing akeh lan bubuk. Nggunakake metode pemanasan sing beda-beda (pemanasan induksi utawa resistensi), bubuk SiC dipanasake nganti 2200-2500 ° C, nyebabake wêdakakêna asli dadi sublimate lan decompose dadi komponen gas kayata Si, Si2C, lan SiC2. Gas-gas kasebut diangkut menyang ujung kristal wiji kanthi konveksi, ing ngendi SiC kristal, nggayuh pertumbuhan kristal tunggal. Tingkat wutah khas yaiku 0.2-0.4mm / h, mbutuhake 7-14 dina kanggo tuwuh ingot kristal 20-30mm.

Anane inklusi karbon ing kristal SiC sing ditanam PVT minangka sumber cacat sing signifikan, nyumbang kanggo microtubes lan cacat polimorfik, sing ngrusak kualitas kristal SiC lan mbatesi kinerja piranti adhedhasar SiC. Umumé, grafitisasi bubuk SiC lan ngarep pertumbuhan sing sugih karbon minangka sumber inklusi karbon sing diakoni: 1) Sajrone dekomposisi bubuk SiC, uap Si nglumpukake ing fase gas nalika C konsentrasi ing fase padat, sing nyebabake karbonisasi bubuk sing abot. telat ing wutah. Sawise partikel karbon ing bubuk ngatasi gravitasi lan nyebar menyang ingot SiC, inklusi karbon dibentuk. 2) Ing kahanan sugih Si, keluwihan uap Si ditanggepi karo tembok crucible grafit, mbentuk lapisan SiC lancip sing bisa gampang decompose menyang partikel karbon lan Si-ngemot komponen.

Rong pendekatan bisa ngatasi masalah kasebut: 1) Nyaring partikel karbon saka wêdakakêna SiC sing akeh karbonisasi ing pungkasan wutah. 2) Nyegah uap Si saka corroding tembok grafit crucible. Akeh karbida, kayata TaC, bisa operate kanthi stabil ing ndhuwur 2000 ° C lan nolak korosi kimia kanthi asam, alkali, NH3, H2, lan uap Si. Kanthi nambah panjaluk kualitas kanggo wafer SiC, aplikasi lapisan TaC ing teknologi pertumbuhan kristal SiC lagi ditliti sacara industri. Pasinaon nuduhake yen kristal SiC sing disiapake nggunakake komponen grafit sing dilapisi TaC ing tungku pertumbuhan PVT luwih murni, kanthi kapadhetan cacat sing suda, kanthi signifikan ningkatake kualitas kristal.

a) KeroposTaC utawa TaC-dilapisi keropos grafit: Nyaring partikel karbon, nyegah difusi menyang kristal, lan njamin aliran udara seragam.

b)TaC-dilapisirings: Ngisolasi uap Si saka tembok crucible grafit, nyegah korosi tembok crucible dening uap Si.

c)TaC-dilapisipanuntun aliran: Isolasi uap Si saka tembok crucible grafit nalika ngarahake aliran udara menyang kristal wiji.

d)TaC-dilapisiwadhah kristal wiji: Isolasi uap Si saka tutup ndhuwur crucible kanggo nyegah korosi tutup ndhuwur dening uap Si.

Carane oraCoating CVD SiCKeuntungan ing Pabrik Substrat GaN?

Saiki, produksi komersial substrat GaN diwiwiti kanthi nggawe lapisan buffer (utawa lapisan topeng) ing substrat sapir. Hydrogen Vapor Phase Epitaxy (HVPE) banjur digunakake kanggo tuwuh film GaN kanthi cepet ing lapisan buffer iki, banjur dipisahake lan polishing kanggo entuk substrat GaN sing bebas. Kepiye carane HVPE bisa digunakake ing reaktor kuarsa tekanan atmosfer, amarga syarat kanggo reaksi kimia suhu rendah lan dhuwur?

Ing zona suhu rendah (800-900 ° C), HCl gas bereaksi karo Ga metalik kanggo ngasilake GaCl gas.

Ing zona suhu dhuwur (1000-1100 ° C), GaCl gas bereaksi karo gas NH3 kanggo mbentuk film kristal tunggal GaN.

Apa komponen struktural peralatan HVPE, lan kepiye cara nglindhungi saka karat? Peralatan HVPE bisa dadi horisontal utawa vertikal, kalebu komponen kayata kapal gallium, awak tungku, reaktor, sistem konfigurasi gas, lan sistem pembuangan. Baki lan rod grafit, sing kena kontak karo NH3, rentan karat lan bisa direksa nganggolapisan SiCkanggo nyegah karusakan.

Apa Pentinge Teknologi CVD ing Manufaktur GaN Epitaxy?

Ing bidang piranti semikonduktor, kenapa perlu kanggo mbangun lapisan epitaxial ing substrat wafer tartamtu? Conto khas kalebu LED biru-ijo, sing mbutuhake lapisan epitaxial GaN ing substrat sapir. Peralatan MOCVD penting ing proses produksi epitaksi GaN, kanthi pemasok utama yaiku AMEC, Aixtron, lan Veeco ing China.

Napa substrate ora bisa diselehake langsung ing logam utawa basa prasaja sajrone deposisi epitaxial ing sistem MOCVD? Faktor kayata arah aliran gas (horizontal, vertikal), suhu, tekanan, fiksasi substrat, lan kontaminasi saka lebu kudu dianggep. Mulane, susceptor kanthi kanthong digunakake kanggo nahan substrat, lan deposisi epitaxial ditindakake kanthi nggunakake teknologi CVD ing substrat sing diselehake ing kanthong kasebut. Ingsusceptor minangka basa grafit kanthi lapisan SiC.

Apa reaksi kimia inti ing epitaxy GaN, lan kenapa kualitas lapisan SiC penting? Reaksi inti yaiku NH3 + TMGa → GaN + produk sampingan (kira-kira 1050-1100 ° C). Nanging, NH3 decomposes termal ing suhu dhuwur, ngeculake hidrogen atom, kang reaksi banget karo karbon ing grafit. Wiwit NH3 / H2 ora bereaksi karo SiC ing 1100 ° C, enkapsulasi lengkap lan kualitas lapisan SiC kritis kanggo proses kasebut.

Ing Bidang Pabrikan Epitaxy SiC, Kepiye Lapisan Ditrapake ing Jinis Utama Kamar Reaksi?

SiC minangka bahan polytypic khas kanthi luwih saka 200 struktur kristal sing beda-beda, ing antarane yaiku 3C-SiC, 4H-SiC, lan 6H-SiC sing paling umum. 4H-SiC minangka struktur kristal sing umume digunakake ing piranti mainstream. Faktor penting sing mengaruhi struktur kristal yaiku suhu reaksi. Suhu ing ngisor ambang tartamtu cenderung ngasilake wujud kristal liyane. Suhu reaksi sing optimal yaiku antarane 1550 lan 1650 ° C; suhu ngisor 1550 ° C luwih kamungkinan kanggo ngasilaken 3C-SiC lan struktur liyane. Nanging, 3C-SiC umume digunakake inglapisan SiC, lan suhu reaksi watara 1600°C cedhak karo wates 3C-SiC. Sanajan aplikasi lapisan TaC saiki diwatesi dening masalah biaya, ing jangka panjang,lapisan TaCsamesthine bakal ngganti lapisan SiC kanthi bertahap ing peralatan epitaxial SiC.

Saiki, ana telung jinis utama sistem CVD kanggo epitaxy SiC: tembok panas planet, tembok panas horisontal, lan tembok panas vertikal. Sistem CVD tembok panas planet ditondoi kanthi kemampuan kanggo ngembangake macem-macem wafer ing batch siji, sing ngasilake efisiensi produksi sing dhuwur. Sistem CVD tembok panas horisontal biasane nyakup sistem pertumbuhan siji-wafer, ukuran gedhe sing didorong dening rotasi float gas, sing ndadekake spesifikasi intra-wafer sing apik banget. Sistem CVD tembok panas vertikal utamane nduweni rotasi kacepetan dhuwur sing dibantu basis mekanik eksternal. Efektif nyuda kekandelan lapisan wates kanthi njaga tekanan kamar reaksi sing luwih murah, saéngga ningkatake tingkat pertumbuhan epitaxial. Kajaba iku, desain kamar kasebut ora duwe tembok ndhuwur sing bisa nyebabake deposisi partikel SiC, nyuda resiko partikel tiba-tiba lan menehi kauntungan sing ana ing kontrol cacat.

Kanggo Processing Thermal Suhu Dhuwur, Apa Aplikasi sakaCVD SiCing Tube Furnace Equipment?

Peralatan tungku tabung akeh digunakake ing proses kayata oksidasi, difusi, pertumbuhan film tipis, annealing, lan paduan ing industri semikonduktor. Ana rong jinis utama: horisontal lan vertikal. Saiki, industri IC utamane nggunakake tungku tabung vertikal. Gumantung ing tekanan proses lan aplikasi, peralatan tungku tabung bisa dikategorikake dadi tungku tekanan atmosfer lan tungku tekanan rendah. Tungku tekanan atmosfer utamane digunakake kanggo doping difusi termal, oksidasi film tipis, lan anil suhu dhuwur, dene tungku tekanan rendah dirancang kanggo tuwuh macem-macem jinis film tipis (kayata LPCVD lan ALD). Struktur macem-macem peralatan tungku tabung padha, lan bisa diatur kanthi fleksibel kanggo nindakake fungsi difusi, oksidasi, anil, LPCVD, lan ALD yen perlu. Tabung SiC sing disinter kanthi kemurnian dhuwur, kapal wafer SiC, lan tembok lapisan SiC minangka komponen penting ing njero ruangan reaksi peralatan tungku tabung. Gumantung ing syarat customer, tambahanlapisan SiClapisan bisa Applied kanggo lumahing sintered keramik SiC kanggo nambah kinerja.

Ing Bidang Photovoltaic Granular Silicon Manufaktur, ApaLapisan SiCMuter Peran Pivotal?

Polysilicon, asalé saka silikon kelas metalurgi (utawa silikon industri), minangka bahan non-logam sing diresiki liwat serangkaian reaksi fisik lan kimia kanggo nggayuh isi silikon ngluwihi 99.9999% (6N). Ing lapangan photovoltaic, polysilicon diproses dadi wafer, sel, lan modul, sing pungkasane digunakake ing sistem pembangkit listrik fotovoltaik, nggawe polysilicon minangka komponen hulu sing penting ing rantai industri fotovoltaik. Saiki, ana rong rute teknologi kanggo produksi polysilicon: proses Siemens sing dimodifikasi (ngasilake silikon kaya rod) lan proses bed fluidized silane (ngasilake silikon granular). Ing proses Siemens sing diowahi, SiHCl3 kemurnian dhuwur dikurangi kanthi hidrogen kemurnian dhuwur ing inti silikon kemurnian dhuwur ing sekitar 1150 ° C, nyebabake deposisi polysilicon ing inti silikon. Proses bed fluidized silane biasane nggunakake SiH4 minangka gas sumber silikon lan H2 minangka gas pembawa, kanthi tambahan SiCl4 kanggo ngurai SiH4 kanthi termal ing reaktor bed fluidized ing 600-800 ° C kanggo ngasilake polysilicon granular. Proses Siemens sing dimodifikasi tetep dadi rute produksi polysilicon mainstream amarga teknologi produksi sing relatif diwasa. Nanging, amarga perusahaan kaya GCL-Poly lan Tianhong Reike terus maju teknologi silikon granular, proses amben fluidized silane bisa entuk pangsa pasar amarga biaya sing luwih murah lan jejak karbon sing suda.

kontrol kemurnian Product historis wis titik banget saka proses amben fluidized, kang alesan utami kok wis ora ngluwihi proses Siemens senadyan kaluwihan biaya wujud. Lapisan kasebut minangka struktur utama lan prau reaksi saka proses amben fluidized silane, nglindhungi cangkang logam saka reaktor saka erosi lan nyandhang dening gas lan bahan suhu dhuwur nalika ngisolasi lan njaga suhu materi. Amarga kahanan kerja sing atos lan kontak langsung karo silikon granular, materi lapisan kudu nuduhake kemurnian sing dhuwur, tahan nyandhang, tahan karat, lan kekuatan dhuwur. Bahan umum kalebu grafit kanthi alapisan SiC. Nanging, ing panggunaan nyata, ana kedadeyan lapisan peeling / retak sing nyebabake kandungan karbon sing berlebihan ing silikon granular, sing nyebabake umur cendhak kanggo lapisan grafit lan perlu kanggo panggantos biasa, nggolongake minangka bahan konsumsi. Tantangan teknis sing ana gandhengane karo bahan lapisan amben sing dilapisi SiC lan biaya sing dhuwur ngalangi adopsi pasar proses amben fluidisasi silane lan kudu ditangani kanggo aplikasi sing luwih akeh.

Ing Aplikasi Apa Lapisan Grafit Pirolitik Digunakna?

Grafit pirolitik minangka bahan karbon anyar, sing kasusun saka hidrokarbon kemurnian dhuwur sing disimpen kanthi kimia uap ing tekanan tungku antarane 1800 ° C lan 2000 ° C, ngasilake karbon pirolitik sing orientasi banget kristalografis. Iki nduweni kapadhetan dhuwur (2,20 g / cm³), kemurnian dhuwur, lan sifat termal, listrik, magnetik, lan mekanik anisotropik. Bisa njaga vakum 10mmHg sanajan udakara 1800 ° C, nemokake potensial aplikasi sing wiyar ing lapangan kayata aerospace, semikonduktor, fotovoltaik, lan instrumen analitik.

Ing epitaxy LED abang-kuning lan skenario khusus tartamtu, langit-langit MOCVD ora mbutuhake perlindungan lapisan SiC lan malah nggunakake solusi lapisan grafit pirolitik.

Crucibles kanggo aluminium penguapan sinar elektron mbutuhake Kapadhetan dhuwur, resistance suhu dhuwur, resistance kejut termal apik, konduktivitas termal dhuwur, koefisien expansion termal kurang, lan resistance kanggo karat dening asam, alkalis, uyah, lan reagen organik. Wiwit lapisan grafit pyrolytic nuduhake materi sing padha karo crucible grafit, bisa kanthi efektif tahan siklus suhu dhuwur-kurang, ndawakake umur layanan saka crucible grafit.**