সেমিকন্ডাক্টর এপিটাক্সির জন্য কেন SiC প্রলিপ্ত গ্রাফাইট সাসেপ্টর অপরিহার্য

যেহেতু সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলি উচ্চ শক্তি, উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি এবং বৃহত্তর একীকরণের দিকে বিকশিত হতে থাকে, তাই এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ ইকুইপমেন্টের প্রয়োজনীয়তাগুলি ক্রমবর্ধমান চাহিদা হয়ে উঠেছে। SiC পাওয়ার ডিভাইস, GaN RF উপাদান, LED চিপস, বা সিলিকন এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার তৈরি করা হোক না কেন, নির্মাতারা চুল্লির ভিতরে একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদানের উপর নির্ভর করে—SIC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর।

যদিও প্রতিক্রিয়া চেম্বারের বাইরে খুব কমই দেখা যায়, এই উপাদানটি সরাসরি ওয়েফার তাপমাত্রার অভিন্নতা, কণা তৈরি, আবরণের জীবনকাল এবং শেষ পর্যন্ত ডিভাইসের ফলনকে প্রভাবিত করে।

একটি SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর কি?

একটি SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর হল একটি নির্ভুল-ইঞ্জিনিয়ারযুক্ত গ্রাফাইট উপাদান যা একটি ঘন রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) সিলিকন কার্বাইড আবরণ দ্বারা সুরক্ষিত।

একটি এপিটাক্সিয়াল চুল্লির ভিতরে, সাসেপ্টর বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে:

• পুরো বৃদ্ধি প্রক্রিয়া জুড়ে সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার সমর্থন করে
• হিটার থেকে ওয়েফারে সমানভাবে তাপ স্থানান্তর করে
• ফিল্ম অভিন্নতা উন্নত করতে ওয়েফারের সাথে একসাথে ঘোরে
• বারবার তাপ সাইক্লিংয়ের অধীনে মাত্রিক স্থিতিশীলতা বজায় রাখে
• গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটকে ক্ষয়কারী প্রক্রিয়া গ্যাস থেকে রক্ষা করে

প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে, সাসেপ্টরগুলিকে প্যানকেক সাসেপ্টর, ব্যারেল সাসেপ্টর, ট্রে, ওয়েফার ক্যারিয়ার, বা কাস্টমাইজড রিঅ্যাক্টর উপাদান হিসাবে ডিজাইন করা যেতে পারে।

কেন বেয়ার গ্রাফাইট ব্যবহার করবেন না?

গ্রাফাইট দীর্ঘকাল ধরে সেরা উচ্চ-তাপমাত্রা ইঞ্জিনিয়ারিং উপকরণগুলির মধ্যে একটি হিসাবে স্বীকৃত হয়েছে কারণ এর:

· চমৎকার তাপ পরিবাহিতা

· নিম্ন তাপ সম্প্রসারণ সহগ

· উচ্চ তাপমাত্রা স্থায়িত্ব

· সহজ machinability

· কম ঘনত্ব

যাইহোক, বেয়ার গ্রাফাইট সরাসরি সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াকরণের জন্য অনুপযুক্ত।

এপিটাক্সির সময়, প্রক্রিয়া গ্যাস যেমন H₂, HCl, NH₃, সিলেন, ক্লোরোসিলেন, এবং ধাতব-জৈব অগ্রদূত ক্রমাগতভাবে উন্মুক্ত গ্রাফাইট পৃষ্ঠকে আক্রমণ করে। সময়ের সাথে সাথে, গ্রাফাইট কার্বন কণাকে জারণ, ক্ষয় এবং মুক্তি দিতে শুরু করে।

এই কণাগুলি করতে পারে:

· দূষিত ওয়েফার,

· ত্রুটির ঘনত্ব বৃদ্ধি,

· এপিটাক্সিয়াল অভিন্নতা হ্রাস করা,

· চুল্লি রক্ষণাবেক্ষণ বিরতি ছোট করুন।

অতএব, প্রায় সমস্ত আধুনিক অর্ধপরিবাহী চুল্লি উন্মুক্ত গ্রাফাইটের পরিবর্তে প্রতিরক্ষামূলক সিরামিক আবরণ ব্যবহার করে।

কেন সিলিকন কার্বাইড পছন্দের আবরণ?

BN, ZrB₂, TaC, এবং বিভিন্ন অক্সাইড আবরণ সহ উপলব্ধ আবরণ সামগ্রীর মধ্যে- CVD সিলিকন কার্বাইড শিল্পের মান হয়ে উঠেছে কারণ এটি তাপ, রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির একটি চমৎকার ভারসাম্য প্রদান করে।

মূল সুবিধার মধ্যে রয়েছে:

• অসামান্য রাসায়নিক প্রতিরোধ: ঘন SiC ক্ষয়কারী গ্যাসকে গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটে পৌঁছাতে বাধা দেয়, নাটকীয়ভাবে উপাদানের জীবনকাল প্রসারিত করে।
• চমৎকার তাপ পরিবাহিতা: উচ্চ তাপ পরিবাহিতা ওয়েফার জুড়ে চমৎকার তাপমাত্রা অভিন্নতা বজায় রেখে দ্রুত তাপ স্থানান্তর সক্ষম করে।
• নিম্ন তাপীয় সম্প্রসারণ অমিল: SiC-এর তাপীয় প্রসারণ গুণাঙ্ক গ্রাফাইটের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে, বারবার গরম ও শীতল চক্রের সময় অভ্যন্তরীণ চাপ কমায়।
• উচ্চ কঠোরতা: আবরণ ওয়েফার লোডিং এবং চুল্লি অপারেশনের সময় ঘর্ষণ প্রতিরোধ করে।
• উচ্চ বিশুদ্ধতা: উচ্চ-মানের CVD SiC আবরণ ধাতব দূষণ এবং কণা তৈরিকে কম করে—উন্নত সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

কেন রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD)?

বিভিন্ন আবরণ প্রযুক্তি বিদ্যমান, সহ:

· প্লাজমা স্প্রে করা

· সল-জেল আবরণ

· ইলেক্ট্রোফোরেটিক জমা

· প্যাক সিমেন্টেশন

· ব্রাশ আবরণ

যাইহোক, সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং অত্যধিকভাবে রাসায়নিক বাষ্প জমার (সিভিডি) পক্ষে কারণ এটি এর সাথে আবরণ তৈরি করে:

· অত্যন্ত উচ্চ বিশুদ্ধতা,

· চমৎকার ঘনত্ব,

· অভিন্ন বেধ,

· উচ্চতর আনুগত্য,

কম ছিদ্র,

জটিল জ্যামিতিতে চমৎকার সামঞ্জস্য।

স্প্রে করা আবরণের বিপরীতে যা প্রায়ই ছিদ্র এবং দুর্বল ইন্টারফেস ধারণ করে, CVD SiC একটি ঘন স্ফটিক স্তর গঠন করে যা রাসায়নিকভাবে গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটের সাথে আবদ্ধ হয়, যার ফলে কঠোর প্রক্রিয়া পরিস্থিতিতে উল্লেখযোগ্যভাবে দীর্ঘ পরিষেবা জীবন হয়।

সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন

SiC-কোটেড গ্রাফাইট উপাদানগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:

SiC Epitaxy: MOSFETs, SBDs, এবং অন্যান্য পাওয়ার ডিভাইসগুলির জন্য হোমোপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির সময় পরিবাহী এবং আধা-অন্তরক SiC ওয়েফারগুলিকে সমর্থন করে৷

সিলিকন এপিটাক্সি: CMOS এবং পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে ব্যবহৃত সিলিকন ওয়েফার এপিটাক্সির জন্য স্থিতিশীল তাপীয় প্ল্যাটফর্ম সরবরাহ করা।

GaN Epitaxy: RF ডিভাইস, HEMT, মাইক্রোএলইডি এবং পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের জন্য GaN-on-Si এবং GaN-on-SiC বৃদ্ধিকে সমর্থন করে।

LED উত্পাদন: নীল, সবুজ, UV, এবং MicroLED এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির জন্য MOCVD চুল্লির ভিতরে ব্যবহৃত হয়।

উপসংহার

যেহেতু সেমিকন্ডাক্টর প্রসেসগুলি বৃহত্তর ওয়েফার, শক্ত প্রক্রিয়ার জানালা এবং নিম্ন ত্রুটির ঘনত্বের দিকে অগ্রসর হতে থাকে, উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন চুল্লির উপাদানগুলির গুরুত্ব ক্রমাগত বৃদ্ধি পেতে থাকে।

CVD SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলি অপরিহার্য হয়ে উঠেছে কারণ তারা গ্রাফাইটের উচ্চতর তাপীয় কর্মক্ষমতাকে সিলিকন কার্বাইডের অসামান্য রাসায়নিক প্রতিরোধ, বিশুদ্ধতা এবং স্থায়িত্বের সাথে একত্রিত করে।

SiC পাওয়ার ডিভাইস, GaN RF ইলেকট্রনিক্স, LED উত্পাদন, বা সিলিকন এপিটাক্সির জন্যই হোক না কেন, উচ্চ-মানের SiC-কোটেড গ্রাফাইট উপাদানগুলিতে বিনিয়োগ সরাসরি উচ্চ ফলন, দীর্ঘ সরঞ্জাম আপটাইম এবং কম উত্পাদন খরচে অবদান রাখে।