SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর: এটি কীভাবে এপিটাক্সি অভিন্নতা এবং ওয়েফারের গুণমানকে প্রভাবিত করে

একটি SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর কেবল একটি ওয়েফার ধারক নয়। সেমিকন্ডাক্টর এপিটাক্সিতে, এটি একটি তাপ-ক্ষেত্র উপাদান, একটি যান্ত্রিক ইন্টারফেস এবং একই সময়ে একটি প্রক্রিয়া-মুখী পৃষ্ঠ। এর গ্রাফাইট বডি মেশিনিবিলিটি এবং থার্মাল কার্যকারিতা প্রদান করে, যখন CVD SiC আবরণ ওয়েফারের কাছাকাছি একটি রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল পৃষ্ঠ প্রদান করে। যেহেতু ওয়েফার তাপমাত্রা সাসেপ্টর জ্যামিতি, সমতলতা, পকেট ডিজাইন এবং পৃষ্ঠের অবস্থার সাথে মিলিত হয়, তাই সাসেপ্টরের গুণমান এপিটাক্সিয়াল অভিন্নতা এবং রান-টু-রান স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে।

কেন সাসেপ্টর এপিটাক্সি প্রক্রিয়ার অংশ

সিলিকন বা SiC এপিটাক্সির সময়, ওয়েফারটি অবশ্যই একটি শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত তাপ এবং রাসায়নিক পরিবেশের মধ্যে স্থাপন করা উচিত। সাসেপ্টর ওয়েফারকে সমর্থন করে, চুল্লী থেকে শক্তি যোগায় বা শোষণ করে, ওয়েফারের দিকে তাপ স্থানান্তর করে এবং এর ঠিক নিচের ভৌত সীমানা নির্ধারণ করে। এই কারণে, উপাদান শুধুমাত্র গ্রাফাইট গ্রেড বা আবরণ বেধ দ্বারা বিচার করা যাবে না.

SGL কার্বন বলে যে গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলির বৈশিষ্ট্য এবং গুণমান এপিটাক্সিয়াল-স্তরের মানের উপর একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে এবং উচ্চ-বিশুদ্ধতা আইসোস্ট্যাটিক গ্রাফাইট, সমজাতীয় SiC আবরণ এবং ঘনিষ্ঠ মাত্রিক সহনশীলতার উপর জোর দেয়। এর এএসএম সাসেপ্টর প্রোগ্রামটি প্রক্রিয়া-প্রাসঙ্গিক বৈশিষ্ট্য হিসাবে পকেট প্রোফাইল, সমতলতা, পৃষ্ঠের সমাপ্তি এবং বিশুদ্ধতাকেও হাইলাইট করে।

প্রকৌশল সম্পর্ক তাই প্রকাশ করা যেতে পারে:

সাসেপ্টর উপাদান + জ্যামিতি + সমতলতা + আবরণ অবস্থা → ওয়েফার থার্মাল বাউন্ডারি → ওয়েফার তাপমাত্রা বন্টন → এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ

সাসেপ্টর একা কাজ করে না। গ্যাস প্রবাহ, চুল্লি নকশা, ওয়েফার ঘূর্ণন, চাপ, পূর্বসূরি রসায়ন এবং তাপমাত্রা-নিয়ন্ত্রণ কৌশল অপরিহার্য। যাইহোক, সাসেপ্টর হল একটি প্রাথমিক হার্ডওয়্যার ইন্টারফেস যার মাধ্যমে এই শর্তগুলি ওয়েফারে পৌঁছে দেওয়া হয়।

জ্যামিতি এবং সমতলতা ওয়েফার তাপমাত্রাকে কীভাবে প্রভাবিত করে

একটি এপিটাক্সি সাসেপ্টরের জন্য, মাত্রিক নির্ভুলতাও একটি তাপীয় পরামিতি।

একটি ওয়েফার পকেট যা খুব গভীর, খুব অগভীর বা স্থানীয়ভাবে বিকৃত ওয়েফার এবং সাসেপ্টর পৃষ্ঠের মধ্যে ব্যবধান পরিবর্তন করে। সমতলতার ত্রুটি স্থানীয় তাপীয় যোগাযোগ, বিকিরণ বিনিময় এবং ওয়েফারের নীচে কার্যকর তাপীয় সীমানা পরিবর্তন করতে পারে। মাল্টি-পকেট ক্যারিয়ারে, পকেটের মধ্যে ছোট পার্থক্য তাই বিভিন্ন স্থানীয় তাপমাত্রার ইতিহাস তৈরি করতে পারে এমনকি যখন নামমাত্র চুল্লি সেট পয়েন্ট অপরিবর্তিত থাকে।

পকেটের ব্যাস, পকেটের গভীরতা, প্রান্তের প্রোফাইল, প্রাচীরের পুরুত্ব, ঘনত্ব এবং সামগ্রিক সমতলতাকে বিচ্ছিন্ন মাত্রার পরিবর্তে একটি সংযুক্ত ডিজাইন সিস্টেম হিসাবে বিবেচনা করা উচিত।

বাণিজ্যিক সাসেপ্টর স্পেসিফিকেশন এই সম্পর্ক প্রতিফলিত. SGL কার্বন পকেট প্রোফাইল, সমতলতা এবং মাত্রিক সম্মতিকে সিলিকন এপিটাক্সি সাসেপ্টরগুলির গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হিসাবে চিহ্নিত করে, যখন মার্সেন এপিটাক্সির জন্য প্রলিপ্ত গ্রাফাইট সরঞ্জামগুলিতে নির্ভুল মেশিনিং এবং তাপীয় অভিন্নতার উপর জোর দেয়।

আরও দরকারী ইঞ্জিনিয়ারিং প্রশ্ন তাই সহজ নয়:

> অঙ্কন সহনশীলতার মধ্যে অংশ আছে?

এটি হল:

> প্রতিটি ওয়েফার অবস্থানে উদ্দিষ্ট তাপীয় সীমানা সংরক্ষণ করার জন্য সমালোচনামূলক মাত্রাগুলি কি যথেষ্ট শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়?

এই পার্থক্য প্রতিস্থাপন susceptors জন্য বিশেষ করে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে. একটি উপাদান জ্যামিতিকভাবে বিদ্যমান অংশের অনুরূপ প্রদর্শিত হতে পারে তবে তার পকেট প্রোফাইল, সমতলতা, গ্রাফাইট গ্রেড, সারফেস ফিনিস বা লেপ আর্কিটেকচার যোগ্য নকশা থেকে ভিন্ন হলে ভিন্নভাবে আচরণ করে।

কেন CVD SiC আবরণ রাসায়নিক সুরক্ষার বাইরে গুরুত্বপূর্ণ

CVD SiC আবরণকে প্রায়ই একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর হিসাবে বর্ণনা করা হয়, কিন্তু সেই সংজ্ঞাটি অসম্পূর্ণ।

এর প্রথম কাজ রাসায়নিক। একটি ঘন SiC পৃষ্ঠ উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়া গ্যাস এবং পরিষ্কারের রসায়নে গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটের সরাসরি এক্সপোজার হ্রাস করে। এর দ্বিতীয় কাজটি দূষণ নিয়ন্ত্রণ কারণ আবরণটি ওয়েফারের নিকটতম প্রক্রিয়া-মুখী পৃষ্ঠে পরিণত হয়। এর তৃতীয় কাজটি হল পৃষ্ঠের স্থিতিশীলতা: সাসেপ্টরকে অবশ্যই বারবার জমা, পরিষ্কার, গরম এবং শীতল চক্রের মাধ্যমে একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ অবস্থা বজায় রাখতে হবে।

SGL কার্বন তার SiC আবরণগুলিকে উচ্চ রাসায়নিক এবং তাপীয় প্রতিরোধের সাথে ঘন CVD স্তর হিসাবে বর্ণনা করে এবং নোট করে যে গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটের তাপ-সম্প্রসারণ আচরণকে তাপীয় চাপ কমানোর জন্য আবরণের সাথে মানিয়ে নেওয়া উচিত। মারসেন একইভাবে গ্রাফাইট/SiC CTE সামঞ্জস্যকে দীর্ঘমেয়াদী আবরণের অখণ্ডতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ হিসেবে চিহ্নিত করে।

এপিটাক্সির জন্য, লেপের গুণমান তাই নামমাত্র বেধের চেয়ে বেশি ব্যবহার করে মূল্যায়ন করা উচিত। পুরুত্বের অভিন্নতা, পৃষ্ঠের রুক্ষতা, পিনহোল প্রতিরোধ, ইন্টারফেসের স্থায়িত্ব এবং আবরণের অখণ্ডতা বিষয় কারণ ক্র্যাকিং, পিলিং বা প্রগতিশীল পৃষ্ঠের রুক্ষতা ওয়েফারে উপস্থাপিত সীমানা পরিবর্তন করে।

সমাপ্ত সাসেপ্টর একটি মিলিত উপাদান সিস্টেম হিসাবে ভাল বোঝা যায়:

গ্রাফাইট সাবস্ট্রেট + যথার্থ জ্যামিতি + CVD SiC সারফেস + ইন্টারফেস ইন্টিগ্রিটি

এই উপাদানগুলির যে কোনও একটিতে পরিবর্তন সম্পূর্ণ উপাদানটির আচরণকে পরিবর্তন করতে পারে।

এই কারণেই "মোটা আবরণ" স্বয়ংক্রিয়ভাবে "উন্নত আবরণ" হিসাবে ব্যাখ্যা করা উচিত নয়। স্তর, উপাদান সহনশীলতা এবং বারবার তাপীয় সাইকেল চালানোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ থাকাকালীন একটি আবরণ অবশ্যই পর্যাপ্ত সুরক্ষা প্রদান করবে।

কীভাবে সাসেপ্টর অবস্থা এপিটাক্সি অভিন্নতাকে প্রভাবিত করতে পারে

এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি তাপমাত্রার প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। স্থানীয় ওয়েফার তাপমাত্রা তাই বৃদ্ধির হার, স্তরের পুরুত্ব, রচনা এবং বৈদ্যুতিক-সম্পত্তি অভিন্নতায় অবদান রাখে।

যদি সাসেপ্টর সমতলতা পরিবর্তিত হয়, একটি ওয়েফার পকেট পরিধান করে, জমা অসমানভাবে জমা হয়, বা SiC আবরণ স্থানীয়ভাবে ক্ষয় হয়, ওয়েফারের চারপাশে তাপ এবং রাসায়নিক সীমানাও পরিবর্তিত হতে পারে। ফলাফল স্বয়ংক্রিয়ভাবে একটি ত্রুটিপূর্ণ ওয়েফার নয়, তবে পকেট থেকে পকেট, ওয়েফার থেকে ওয়েফার বা রান-টু-রান পরিবর্তনের ঝুঁকি বাড়তে পারে।

প্রক্রিয়াটিকে এইভাবে সরলীকরণ করা যেতে পারে:

জ্যামিতি বা পৃষ্ঠের পরিবর্তন → স্থানীয় তাপীয় সীমানা পরিবর্তন → ওয়েফার তাপমাত্রা পরিবর্তন → বৃদ্ধি-গতিবিদ্যা পরিবর্তন

একটি অনুরূপ নীতি ঘোরানো MOCVD ওয়েফার ক্যারিয়ারের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। SGL কার্বন উচ্চ-বিশুদ্ধতা গ্রাফাইট, সমজাতীয় SiC আবরণ, তাপ পরিবাহিতা এবং টাইট ডাইমেনশনাল সহনশীলতাকে LED উৎপাদনে ওয়েফার-ক্যারিয়ার পারফরম্যান্সের সাথে সংযুক্ত করে।

তাই এটা দাবি করা খুবই সরল যে একটি "ভালো SiC আবরণ ফলন বাড়ায়।" একটি আরও প্রযুক্তিগতভাবে প্রতিরক্ষাযোগ্য উপসংহার হল যে একটি স্থিতিশীল, মাত্রিকভাবে নিয়ন্ত্রিত SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর পুনরাবৃত্তিযোগ্য এপিটাক্সির জন্য প্রয়োজনীয় তাপ এবং পৃষ্ঠের অবস্থা বজায় রাখতে সহায়তা করে।

এটি অ-অভিন্নতা তদন্ত করার উপায়ও পরিবর্তন করে।

যখন একটি এপিটাক্সি রিঅ্যাক্টর অব্যক্ত ড্রিফ্ট দেখাতে শুরু করে, প্রক্রিয়া প্রকৌশলীরা স্বাভাবিকভাবেই তাপমাত্রা সেটিংস, গ্যাস প্রবাহ, চাপ এবং অগ্রদূত ডেলিভারি পরীক্ষা করে। সাসেপ্টর অবস্থা একই তদন্ত অন্তর্ভুক্ত করা উচিত. সমতলতা, পকেট পরিধান, জমার ইতিহাস, আবরণের অখণ্ডতা এবং প্রতিস্থাপন অংশগুলির মাত্রিক সামঞ্জস্য সবই প্রাসঙ্গিক পরিবর্তনশীল হতে পারে।

এই অর্থে, সাসেপ্টর নিছক একটি ভোগ্য উপাদান নয়। এটি প্রক্রিয়া-নিয়ন্ত্রণ হার্ডওয়্যারের অংশ।

ব্যর্থতার মোড যা ওয়েফার প্রক্রিয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ

সংবেদনশীল অধঃপতন প্রায়ই বিপর্যয়ের পরিবর্তে ধীরে ধীরে হয়। একটি অংশ যান্ত্রিকভাবে অক্ষত থাকতে পারে যখন এর প্রক্রিয়া আচরণ ইতিমধ্যে পরিবর্তিত হতে শুরু করেছে।

আবরণ ক্র্যাকিং বা ডিলামিনেশন গ্রাফাইট প্রকাশ করতে পারে এবং কণার ঝুঁকি বাড়াতে পারে। প্রান্ত পিলিং স্থানীয় চাপ ঘনত্ব নির্দেশ করতে পারে। সারফেস রাফনিং প্রক্রিয়া-মুখী অবস্থার পরিবর্তন করে এবং পরবর্তী আমানত আচরণকে প্রভাবিত করতে পারে। পকেট পরিধান ওয়েফারের অবস্থান পরিবর্তন করতে পারে, যখন সমতলতা হ্রাস ওয়েফার এবং সাসেপ্টরের মধ্যে তাপীয় সম্পর্ককে পরিবর্তন করে। নন-ইউনিফর্ম আবরণের অবক্ষয় একই উপাদান জুড়ে বিভিন্ন পৃষ্ঠের অবস্থাও তৈরি করতে পারে।

এই পরিবর্তনগুলি তাপীয় সাইক্লিং, গ্রাফাইট/SiC CTE অমিল, প্রক্রিয়া রসায়ন, আক্রমনাত্মক পরিষ্কার, যান্ত্রিক হ্যান্ডলিং, আবরণ ত্রুটি বা জমা পরিষেবার সময় হতে পারে।

প্রাসঙ্গিক প্রকৌশল প্রশ্ন তাই না শুধুমাত্র:

> সাসেপ্টর ব্যর্থ হয়েছে?

কিন্তু বরং:

> ওয়েফার দ্বারা অভিজ্ঞ প্রক্রিয়া সীমানা পরিবর্তন করার জন্য সাসেপ্টর কি যথেষ্ট পরিবর্তিত হয়েছে?

শুধুমাত্র ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন এই প্রশ্নের উত্তর দিতে যথেষ্ট নাও হতে পারে। প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, অর্থপূর্ণ যোগ্যতার মধ্যে মাত্রিক পরিমাপ, সমতলতা যাচাইকরণ, পকেট-প্রোফাইল পরিদর্শন, পৃষ্ঠ-পরিস্থিতি মূল্যায়ন এবং আবরণ-অখণ্ডতা মূল্যায়ন অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।

এই কারণেই কোন সার্বজনীন সংখ্যক প্রক্রিয়া চক্র নেই যার পরে প্রতিটি SiC- প্রলিপ্ত গ্রাফাইট সাসেপ্টর প্রতিস্থাপন করা উচিত। পরিষ্কার করা, রিকোটিং বা প্রতিস্থাপন করা উচিত উপাদানের অবস্থা এবং প্রক্রিয়া প্রমাণের উপর ভিত্তি করে।

একটি কাস্টম বা প্রতিস্থাপন এপিটাক্সি সাসেপ্টর কীভাবে নির্দিষ্ট করবেন

একটি প্রযুক্তিগতভাবে দরকারী RFQ "SiC-কোটেড গ্রাফাইট" এর জন্য সাধারণ অনুরোধের পরিবর্তে চুল্লি এবং প্রক্রিয়া দিয়ে শুরু করা উচিত।

সরবরাহকারীর প্রথমে চুল্লি প্রস্তুতকারক এবং মডেল বুঝতে হবে, উপাদানটি সিলিকন এপিটাক্সি বা SiC এপিটাক্সি, ওয়েফারের আকার, পকেট কনফিগারেশন, গরম করার পদ্ধতি, অপারেটিং তাপমাত্রা পরিসীমা, প্রক্রিয়া গ্যাস এবং পরিষ্কারের রসায়নের জন্য ব্যবহৃত হয় কিনা।

কম্পোনেন্টের সংজ্ঞাটি তখন সেই মাত্রাগুলি স্থাপন করা উচিত যা প্রক্রিয়া আচরণকে প্রভাবিত করে, বিশেষ করে সমতলতা, পকেটের গভীরতা, পকেট ব্যাস, প্রান্তের জ্যামিতি এবং অন্যান্য সমালোচনামূলক সহনশীলতা। গ্রাফাইট গ্রেড, বিশুদ্ধতা, CVD SiC আবরণ প্রয়োজনীয়তা, পৃষ্ঠ ফিনিস এবং পরিদর্শন মানদণ্ড এই প্রয়োজনীয়তাগুলির চারপাশে সংজ্ঞায়িত করা উচিত।

একটি ব্যবহারিক নির্বাচন ক্রম হল:

চুল্লি → প্রক্রিয়া → জ্যামিতি → গ্রাফাইট → SiC আবরণ → পরিদর্শন

প্রতিস্থাপন উপাদানগুলির জন্য, একটি বিদ্যমান অঙ্কন অত্যন্ত মূল্যবান, তবে একা অঙ্কনটিতে প্রতিটি প্রক্রিয়া-গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োজনীয়তা থাকতে পারে না। যোগ্য উপাদান গ্রেড, আবরণ স্পেসিফিকেশন, ঐতিহাসিক পরিদর্শন ডেটা এবং প্রকৃত অপারেটিং শর্ত সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।

উদ্দেশ্যটি কেবল আবরণের জীবনকে সর্বাধিক করা নয়। এটি উপাদানটির পরিষেবার সময়কাল জুড়ে সাসেপ্টর এবং ওয়েফারের মধ্যে একটি পুনরাবৃত্তিযোগ্য সম্পর্ক সংরক্ষণ করা।

এর মানে হল এর সমন্বয় বজায় রাখা:

মাত্রিক স্থিতিশীলতা + তাপীয় সামঞ্জস্য + পৃষ্ঠের অখণ্ডতা + নিম্ন দূষণ + কম কণা ঝুঁকি

এপিটাক্সি প্রক্রিয়া দ্বারা প্রয়োজনীয়।

FAQ

1. একটি SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর এপিটাক্সিতে কী করে?  

চুল্লি তাপ ক্ষেত্রের অংশ হিসাবে এবং ওয়েফারের নীচে প্রক্রিয়া-মুখী পৃষ্ঠ হিসাবে কাজ করার সময় এটি ওয়েফারকে সমর্থন করে। এর জ্যামিতি এবং পৃষ্ঠের অবস্থা ওয়েফারের স্থানীয় তাপীয় পরিবেশকে সংজ্ঞায়িত করতে সহায়তা করে।

2. গ্রাফাইট সাসেপ্টর কেন SiC দিয়ে লেপা হয়?  

গ্রাফাইট মেশিনযোগ্যতা এবং দরকারী তাপীয় আচরণ প্রদান করে, যখন CVD SiC আরও রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল এবং দূষণ-প্রতিরোধী প্রক্রিয়া-মুখী পৃষ্ঠ প্রদান করে।

3. সাসেপ্টর সমতলতা কীভাবে এপিটাক্সিয়াল অভিন্নতাকে প্রভাবিত করে?  

সমতলতা ওয়েফার এবং সাসেপ্টরের মধ্যে জ্যামিতিক এবং তাপীয় সম্পর্ককে পরিবর্তন করে। অত্যধিক বিচ্যুতি স্থানীয় তাপ স্থানান্তরকে পরিবর্তন করতে পারে এবং ওয়েফার-তাপমাত্রা অ-অভিন্নতাতে অবদান রাখতে পারে।

4. SiC আবরণ ক্ষতি ওয়েফার গুণমান প্রভাবিত করতে পারে?  

আবরণের ক্ষতি গ্রাফাইট প্রকাশ করে, কণা তৈরি করে বা পৃষ্ঠের স্থানীয় অবস্থা পরিবর্তন করে প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে। ব্যবহারিক প্রভাব ক্ষতির অবস্থান এবং তীব্রতা এবং চুল্লি প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।

5. একটি কাস্টম বা প্রতিস্থাপন সাসেপ্টর RFQ এর জন্য কোন তথ্য প্রয়োজন?  

চুল্লির মডেল, প্রক্রিয়ার ধরন, ওয়েফারের আকার, অঙ্কন বা STEP ফাইল, পকেট জ্যামিতি, সমতলতা এবং সমালোচনামূলক সহনশীলতা, গ্রাফাইট প্রয়োজনীয়তা, SiC আবরণ স্পেসিফিকেশন, পৃষ্ঠের সমাপ্তি, পরিদর্শনের প্রয়োজনীয়তা এবং পরিমাণ প্রদান করুন।

তথ্যসূত্র

1. SGL কার্বন — সিলিকন এবং SiC এপিটাক্সির জন্য গ্রাফাইট সাসেপ্টর এবং উপাদান। উচ্চ-বিশুদ্ধতা আইসোস্ট্যাটিক গ্রাফাইট, সমজাতীয় SiC আবরণ, মাত্রিক সহনশীলতা এবং এপিটাক্সি অ্যাপ্লিকেশনের প্রযুক্তিগত তথ্য।

2. SGL কার্বন — ASM এপসিলন চুল্লির জন্য সাসেপ্টর। পকেট প্রোফাইল, সমতলতা, পৃষ্ঠ ফিনিস, বিশুদ্ধতা, আবরণ এবং সিলিকন এপিটাক্সি সাসেপ্টরগুলির জন্য মাত্রিক নিয়ন্ত্রণের প্রযুক্তিগত তথ্য।

3. মারসেন — সেমিকন্ডাক্টর প্রসেস ইকুইপমেন্ট। অতি-বিশুদ্ধ SiC-কোটেড গ্রাফাইট, CTE সামঞ্জস্য, নির্ভুল মেশিনিং এবং এপিটাক্সি/MOCVD অ্যাপ্লিকেশনের প্রযুক্তিগত তথ্য।