Grafit ketulenan tinggi - bahan habis guna utama dalam medan semikonduktor generasi ketiga

Dengan pengeluaran besar-besaran substrat SiC konduktif secara beransur-ansur, keperluan yang lebih tinggi dikemukakan untuk kestabilan dan kebolehulangan proses. Dalam tempoh kemudian, kita mesti menghadapi cabaran "berkembang pesat, tumbuh tebal, dan membesar", sebagai tambahan kepada peningkatan teori dan kejuruteraan, kita juga memerlukan bahan medan haba yang lebih maju sebagai sokongan. Grafit ketulenan tinggi mempunyai rintangan suhu tinggi, kekonduksian elektrik yang baik dan kestabilan kimia, dan telah menjadi bahan utama dalam bidang semikonduktor.

Grafit ketulenan tinggi menyokong medan

Pada masa ini, pertumbuhan kristal tunggal silikon karbida komersial arus perdana menggunakan kaedah PVT. Kaedah ini menggunakan gegelung aruhan untuk memanaskan, dan elemen pemanasan grafit berketumpatan tinggi akan dipanaskan di bawah tindakan arus pusar. Serbuk silikon karbida (SiC) diisi dengan bahagian bawah mangkuk grafit, kristal biji silikon karbida (SiC) terikat di dalam penutup mangkuk grafit yang mempunyai jarak tertentu dari permukaan bahan mentah, dan kemudian mangkuk grafit sebagai keseluruhannya diletakkan di dalam badan pemanasan grafit, dan bahan mentah silikon karbida (SiC) diletakkan di zon suhu tinggi dengan melaraskan suhu grafit luar yang dirasai. Kristal biji silikon karbida (SiC) berada pada kawasan suhu rendah.

Dalam proses ini, kawasan yang terdiri daripada crucible dan bahan penebat di sekeliling adalah kawasan yang paling penting untuk pertumbuhan kristal tunggal SiC, yang dipanggil kawasan medan panas. Pada masa ini, relau pertumbuhan kristal tunggal SiC antarabangsa menggunakan teknologi pemanasan frekuensi pertengahan, yang dicirikan oleh ruang pertumbuhan kristal boleh mencapai suhu yang sangat tinggi (sehingga 3000 ° C), dalam senario suhu tinggi ini, grafit dan produk berkaitan boleh bertahan. suhu setinggi itu, dan ia tidak bertindak balas dengan sublimat SiC pada suhu setinggi itu. Oleh itu, bahan pijar dan penebat yang digunakan untuk menanam SiC memerlukan penggunaan grafit ketulenan tinggi dan bahan berasaskan karbon. Ketulenan tinggi adalah keperluan utama grafit semikonduktor, terutamanya dalam proses pertumbuhan kristal, kekotoran dalam grafit adalah penentu utama kualiti kristal, kandungan kekotoran harus disimpan di bawah 5 bahagian per juta.

Kecacatan grafit berliang

Pertumbuhan kristal SiC adalah sukar, kitaran penyelidikan dan pembangunan yang panjang, kos penyelidikan dan pembangunan yang tinggi, bagaimana untuk mengurangkan kos penyelidikan dan pembangunan, mempercepatkan kemajuan penyelidikan dan pembangunan, meningkatkan kualiti kristal telah menjadi masalah untuk pembangunan industri. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, pengenalan grafit berliang (PG) telah meningkatkan kualiti pertumbuhan kristal dengan berkesan, dan penambahan plat grafit berliang dalam relau pertumbuhan kristal SiC adalah salah satu titik panas penyelidikan industri.

（a）Relau kristal panjang tradisional，（b）Relau kristal panjang plat grafit berliang

Universiti Dongui Korea Selatan menyebut dalam esei bahawa dengan memasukkan plat grafit berliang di atas serbuk SiC, pemindahan jisim kawasan kristal yang baik dicapai, yang boleh memperbaiki pelbagai masalah teknikal yang wujud dalam relau kristal panjang tradisional. Kajian mendapati penggunaan PG membantu mengurangkan bilangan mikrotubul dan kecacatan lain.Selain itu, grafit berliang juga merupakan salah satu teknologi teras untuk menyelesaikan panjang dan ketebalan kristal SiC, kerana ia dapat mengimbangi komponen fasa gas, Pengasingan kesan kekotoran, melaraskan suhu tempatan, mengurangkan pembungkusan karbon dan zarah fizikal lain, di bawah premis memenuhi ketersediaan kristal, ketebalan kristal boleh meningkat dengan ketara.

Gasas raphite 

Bes grafit ialah komponen yang biasa digunakan untuk menyokong dan memanaskan substrat kristal tunggal dalam peralatan pemendapan wap kimia logam-organik (MOCVD). Kestabilan terma, keseragaman haba parameter prestasi asas grafit bersalut SiC memainkan peranan penting dalam kualiti pertumbuhan bahan epitaxial, jadi ia adalah komponen utama teras peralatan MOCVD. Dalam proses epitaxial silikon karbida, wafer dibawa pada cakera grafit, yang mempunyai jenis baldi, jenis pancake dan cakera grafit wafer tunggal. Cakera grafit biasanya disalut dengan SiC, yang terikat rapat pada bahagian grafit, memanjangkan hayat perkhidmatan bahagian grafit dan mencapai struktur permukaan ketulenan tinggi yang diperlukan untuk pengeluaran bahan semikonduktor. Terdapat juga lapisan TaC, grafit bersalut TaC berbanding produk grafit bersalut SiC, mempunyai rintangan haba yang lebih baik.

Bahagian grafit untuk implantasi ion

Implantasi ion adalah teknologi untuk mempercepatkan pancaran ion seperti boron, fosforus dan arsenik kepada tenaga tertentu, dan kemudian menyuntiknya ke permukaan bahan wafer untuk mengubah sifat bahan permukaan. Bahan-bahan yang membentuk komponen peranti implantasi ion dikehendaki mempunyai bahan ketulenan tinggi dengan rintangan haba yang sangat baik, kekonduksian haba, kurang kakisan yang disebabkan oleh pancaran ion dan kandungan kekotoran yang rendah. Grafit ketulenan tinggi memenuhi keperluan aplikasi dan boleh digunakan dalam tiub penerbangan peralatan implantasi ion, pelbagai celah, elektrod, penutup elektrod, kateter, penamat rasuk.....dsb. Pada masa ini, kos substrat silikon karbida adalah kira-kira 47% daripada keseluruhan kos peranti, di mana nisbah kos bahan medan haba seperti grafit bersalut adalah yang tertinggi.

Setakat asas grafit bersalut SiC, pembekal arus perdana antarabangsa asas grafit bersalut SiC ialah Xycard Belanda, Jerman SGL, Jepun Toyang Carbon, syarikat MEMC Amerika Syarikat, yang pada asasnya menduduki pasaran antarabangsa. Di Singapura, adalah perlu untuk secara beransur-ansur membuka situasi penyetempatan asas grafit bersalut SiC, dan industri asas grafit bersalut SiC perlu mempercepatkan proses.

Fountyl Technologies PTE Ltd menawarkan chuck SIC berketepatan tinggi, chuck pin, chuck beralur, chuck seramik berliang.