কেন SiC প্রলিপ্ত গ্রাফাইট সাসেপ্টর ব্যর্থ হয়? - VeTek সেমিকন্ডাক্টর

SiC প্রলিপ্ত গ্রাফাইট সাসেপ্টরের ব্যর্থতার কারণগুলির বিশ্লেষণ

সাধারণত, এপিট্যাক্সিয়াল এসআইসি লেপযুক্ত গ্রাফাইট সংবেদনশীলগুলি প্রায়শই বাহ্যিক i এর শিকার হয়ব্যবহারের সময় এমপ্যাক্ট, যা হ্যান্ডলিং প্রক্রিয়া, লোডিং এবং আনলোডিং বা দুর্ঘটনাজনিত মানব সংঘর্ষ থেকে আসতে পারে। তবে মূল প্রভাব ফ্যাক্টরটি এখনও ওয়েফারগুলির সংঘর্ষ থেকে আসে। নীলা এবং এসআইসি উভয় স্তরই খুব শক্ত। প্রভাব সমস্যাটি উচ্চ-গতির এমওসিভিডি সরঞ্জামগুলিতে বিশেষত সাধারণ এবং এর এপিট্যাক্সিয়াল ডিস্কের গতি 1000 আরপিএম পর্যন্ত পৌঁছতে পারে। মেশিনের স্টার্ট-আপ, শাটডাউন এবং অপারেশন চলাকালীন, জড়তার প্রভাবের কারণে, হার্ড সাবস্ট্রেটটি প্রায়শই নিক্ষেপ করা হয় এবং এপিট্যাক্সিয়াল ডিস্ক পিটের পাশের প্রাচীর বা প্রান্তটি আঘাত করে, এসআইসি লেপের ক্ষতি করে। বিশেষত বৃহত এমওসিভিডি সরঞ্জামগুলির নতুন প্রজন্মের জন্য, এর এপিট্যাক্সিয়াল ডিস্কের বাইরের ব্যাস 700 মিমি এর চেয়ে বেশি এবং শক্তিশালী সেন্ট্রিফুগাল শক্তি স্তরটির প্রভাব শক্তিটিকে আরও বৃহত্তর এবং ধ্বংসাত্মক শক্তি শক্তিশালী করে তোলে।

উচ্চ-তাপমাত্রা পাইরোলাইসিসের পরে এনএইচ 3 প্রচুর পরিমাণে পারমাণবিক এইচ উত্পাদন করে এবং গ্রাফাইট পর্যায়ে কার্বনে পারমাণবিক এইচটির শক্তিশালী প্রতিক্রিয়াশীলতা রয়েছে। যখন এটি ক্র্যাকটিতে উন্মুক্ত গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটের সাথে যোগাযোগ করে, তখন এটি গ্রাফাইটটি দৃ strongly ়ভাবে এচচাই করে দেবে, বায়বীয় হাইড্রোকার্বন (এনএইচ 3+সি → এইচসিএন+এইচ 2) তৈরি করতে প্রতিক্রিয়া জানায় এবং গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটে বোরহোলগুলি তৈরি করে, ফলস্বরূপ একটি সাধারণ বোরহোল কাঠামো সহ একটি ফাঁকা সহ একটি সাধারণ বোরহোল কাঠামো তৈরি করে অঞ্চল এবং একটি ছিদ্রযুক্ত গ্রাফাইট অঞ্চল। প্রতিটি এপিট্যাক্সিয়াল প্রক্রিয়াতে, বোরহোলগুলি ক্রমাগত ফাটল থেকে প্রচুর পরিমাণে হাইড্রোকার্বন গ্যাস প্রকাশ করবে, প্রক্রিয়া বায়ুমণ্ডলে মিশ্রিত করবে, প্রতিটি এপিট্যাক্সি দ্বারা উত্থিত এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফারগুলির গুণমানকে প্রভাবিত করবে এবং অবশেষে গ্রাফাইট ডিস্কটি তাড়াতাড়ি বাতিল করে দেবে।

সাধারণভাবে বলতে গেলে, বেকিং ট্রেতে ব্যবহৃত গ্যাসটি এইচ 2 প্লাস এন 2 এর অল্প পরিমাণে। এইচ 2 এএলএন এবং আলগানের মতো ডিস্কের পৃষ্ঠের আমানতের সাথে প্রতিক্রিয়া জানাতে ব্যবহৃত হয় এবং এন 2 প্রতিক্রিয়া পণ্যগুলি শুদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, উচ্চ আল উপাদানগুলির মতো আমানতগুলি এইচ 2/1300 এ এমনকি অপসারণ করা কঠিন ℃ সাধারণ এলইডি পণ্যগুলির জন্য, বেকিং ট্রে পরিষ্কার করতে অল্প পরিমাণে এইচ 2 ব্যবহার করা যেতে পারে; তবে, গাএন পাওয়ার ডিভাইস এবং আরএফ চিপগুলির মতো উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাযুক্ত পণ্যগুলির জন্য, সিএল 2 গ্যাস প্রায়শই বেকিং ট্রে পরিষ্কার করতে ব্যবহৃত হয়, তবে ব্যয়টি হ'ল এলইডি -র জন্য ব্যবহৃত তুলনায় ট্রে জীবনটি হ্রাস পেয়েছে। যেহেতু সিএল 2 উচ্চ তাপমাত্রায় (সিএল 2+এসআইসি → সিক্ল 4+সি) সিক লেপকে সংযুক্ত করতে পারে এবং অনেকগুলি জারা গর্ত এবং পৃষ্ঠের উপর অবশিষ্টাংশ মুক্ত কার্বন গঠন করে, সিএল 2 প্রথমে সিস লেপের শস্যের সীমানা সংশোধন করে এবং তারপরে শস্যগুলি সংশোধন করে, ফলস্বরূপ, ফলস্বরূপ, এবং তারপরে শস্যগুলি সংশোধন করে, ক্র্যাকিং এবং ব্যর্থতা না হওয়া পর্যন্ত লেপ শক্তি হ্রাস।

সিক এপিট্যাক্সিয়াল গ্যাস এবং সিক লেপ ব্যর্থতা

এসআইসি এপিটাক্সিয়াল গ্যাসের মধ্যে মূলত এইচ 2 (ক্যারিয়ার গ্যাস হিসাবে), সিআইএইচ 4 বা এসআইসিএল 4 (এসআই উত্স সরবরাহ করা), সি 3 এইচ 8 বা সিসিএল 4 (সি উত্স সরবরাহকারী), এন 2 (ডোপিংয়ের জন্য এন উত্স সরবরাহ করা), টিএমএ (ট্রাইমেথিলালুমিনিয়াম, ডোপিংয়ের জন্য আল উত্স সরবরাহ করে, আল উত্স সরবরাহ করে, ডোপিং ), এইচসিএল+এইচ 2 (ইন-সিটু এচিং)। এসআইসি এপিট্যাক্সিয়াল কোর রাসায়নিক বিক্রিয়া: সিআইএইচ 4+সি 3 এইচ 8 → সিক+উপজাত (প্রায় 1650 ℃)। এসআইসি সাবস্ট্রেটগুলি অবশ্যই সিক এপিট্যাক্সির আগে ভেজা পরিষ্কার করা উচিত। ভেজা পরিষ্কার করা যান্ত্রিক চিকিত্সার পরে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠকে উন্নত করতে পারে এবং একাধিক জারণ এবং হ্রাসের মাধ্যমে অতিরিক্ত অমেধ্যগুলি সরিয়ে ফেলতে পারে। তারপরে এইচসিএল+এইচ 2 ব্যবহার করা ইন-সিটু এচিং প্রভাবকে বাড়িয়ে তুলতে পারে, কার্যকরভাবে এসআই ক্লাস্টারগুলির গঠনকে বাধা দেয়, সি উত্সের ব্যবহারের দক্ষতা উন্নত করতে পারে এবং একক স্ফটিক পৃষ্ঠকে দ্রুত এবং আরও ভাল করে তোলে, একটি সুস্পষ্ট পৃষ্ঠের বৃদ্ধির পদক্ষেপ গঠন করে, বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করে রেট করুন, এবং কার্যকরভাবে সিক এপিট্যাক্সিয়াল স্তর ত্রুটিগুলি হ্রাস করুন। যাইহোক, এইচসিএল+এইচ 2 সিক সাবস্ট্রেট ইন-সিটুতে আবদ্ধ করে, এটি অংশগুলিতে (এসআইসি+এইচ 2 → সিআইএইচ 4+সি) এসআইসি লেপকে অল্প পরিমাণে জারা সৃষ্টি করবে। যেহেতু এসআইসি আমানতগুলি এপিট্যাক্সিয়াল চুল্লি দিয়ে বাড়তে থাকে, তাই এই জারাটির খুব কম প্রভাব রয়েছে।

এসআইসি একটি সাধারণ পলিক্রিস্টালাইন উপাদান। সর্বাধিক সাধারণ স্ফটিক কাঠামোগুলি হ'ল 3 সি-সিক, 4 এইচ-সিক এবং 6 এইচ-সিক, যার মধ্যে 4 এইচ-সিক মূলধারার ডিভাইসগুলি দ্বারা ব্যবহৃত স্ফটিক উপাদান। স্ফটিক ফর্মকে প্রভাবিত করে এমন একটি প্রধান কারণ হ'ল প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা। তাপমাত্রা যদি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার চেয়ে কম হয় তবে অন্যান্য স্ফটিক ফর্মগুলি সহজেই উত্পন্ন হবে। শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত 4H-SIC এপিট্যাক্সির প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 1550 ~ 1650 ℃ ℃ তাপমাত্রা যদি 1550 ℃ এর চেয়ে কম হয় তবে 3 সি-সিসির মতো অন্যান্য স্ফটিক ফর্মগুলি সহজেই উত্পন্ন হবে। যাইহোক, 3 সি-সিস একটি স্ফটিক ফর্ম যা সাধারণত সিসি আবরণগুলিতে ব্যবহৃত হয়। প্রায় 1600 of এর প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 3 সি-সিসির সীমাতে পৌঁছেছে। অতএব, এসআইসি আবরণের জীবনটি মূলত সিক এপিট্যাক্সির প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা দ্বারা সীমাবদ্ধ।

যেহেতু এসআইসি লেপগুলিতে সিস আমানতের বৃদ্ধির হার খুব দ্রুত, তাই অনুভূমিক গরম প্রাচীর এসআইসি এপিট্যাক্সিয়াল সরঞ্জামগুলি বন্ধ করা দরকার এবং এসআইসি লেপ অংশগুলি কিছু সময়ের জন্য অবিচ্ছিন্ন উত্পাদন করার পরে বাইরে নেওয়া দরকার। এসআইসি লেপ অংশগুলিতে এসআইসি -র মতো অতিরিক্ত আমানতগুলি যান্ত্রিক ঘর্ষণ দ্বারা সরানো হয় → ধূলিকণা অপসারণ → অতিস্বনক পরিষ্কার → উচ্চ তাপমাত্রা পরিশোধন। এই পদ্ধতিতে অনেকগুলি যান্ত্রিক প্রক্রিয়া রয়েছে এবং এটি আবরণে যান্ত্রিক ক্ষতি করতে সহজ।

সামনে অনেক সমস্যার সম্মুখীন হতে হয়সিক লেপএসআইসি এপিট্যাক্সিয়াল সরঞ্জামগুলিতে, সিক স্ফটিক বৃদ্ধির সরঞ্জামগুলিতে টিএসি লেপের দুর্দান্ত পারফরম্যান্সের সাথে মিলিত, এসআইসি লেপকে প্রতিস্থাপন করেSiC এপিটাক্সিয়ালTaC আবরণ সহ সরঞ্জামগুলি ধীরে ধীরে সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক এবং সরঞ্জাম ব্যবহারকারীদের দৃষ্টিতে প্রবেশ করেছে। একদিকে, TaC-এর গলনাঙ্ক রয়েছে 3880℃ পর্যন্ত, এবং উচ্চ তাপমাত্রায় NH3, H2, Si এবং HCl বাষ্পের মতো রাসায়নিক ক্ষয় প্রতিরোধী, এবং অত্যন্ত শক্তিশালী উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। অন্যদিকে, TaC আবরণে SiC-এর বৃদ্ধির হার SiC আবরণে SiC-এর বৃদ্ধির হারের তুলনায় অনেক ধীর, যা প্রচুর পরিমাণে কণার পতন এবং ছোট সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণ চক্রের সমস্যাগুলি দূর করতে পারে এবং অতিরিক্ত পলি যেমন SiC সঙ্গে একটি শক্তিশালী রাসায়নিক ধাতুবিদ্যা ইন্টারফেস গঠন করতে পারে নাটিএসি লেপ, এবং অতিরিক্ত পললগুলি এসআইসি লেপের উপর একজাতীয়ভাবে জন্মানো সিসি এর চেয়ে অপসারণ করা সহজ।