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Recubrimiento de SiC Suceptor de barril de grafito
Detalle rápido:
1. Otros nombres: Barril de grafito para horno epitaxial, bandeja para obleas recubierta de SiC, tipo barril para susceptor de obleas, susceptor de grafito
2. Aplicación: Para el proceso de crecimiento epitaxial de obleas.
3. Parámetros principales: La homogeneidad del campo de flujo de gas y el campo térmico en la cámara de reacción se pueden optimizar mediante el uso de una matriz de grafito de alta pureza con presión isostática combinada con tecnología de recubrimiento de SiC por deposición química de vapor (CVD) con resistencia a la temperatura de 1600 ℃, conductividad térmica de 300 W/m·K y pureza ≥99.9995 %, y la densidad de defectos de la capa epitaxial se puede
significativamente reducido.
Descripción
El suceptor de barril epitaxial de oblea de grafito con recubrimiento de SiC es el consumible principal para equipos de crecimiento epitaxial de Si. Su diseño combina la alta conductividad térmica del grafito con la extrema resistencia a la corrosión de los recubrimientos de SiC. El sustrato es grafito Sigley de alta pureza (pureza ≥99.9995 %) formado mediante prensado isostático. El recubrimiento de β-SiC de 50 μm de densidad se depositó sobre la superficie mediante deposición química de vapor (CVD). Bloquea eficazmente la liberación de impurezas de la matriz de grafito a altas temperaturas (1200-1800 °C) y gases agresivos (como el SiH).4, C3H8y H2), avoiding wafer contamination. Barrel design (for 4/6/8 inch equipment) By optimizing the airflow path and thermal field distribution, the thickness uniformity of the epitaxial layer is controlled within ±1.5%, and the defect density is reduced to < 0.05cm-2. In addition, the thermal expansion coefficient of SiC coating and graphite matrix is highly matched (4.5×10-6/K frente a 4.8×10-6/K), evitando el agrietamiento del recubrimiento o el desprendimiento de partículas causado por altas temperaturas, y garantizando el funcionamiento estable a largo plazo del equipo. El componente se ha aplicado a la línea de producción de epitaxia de obleas de los principales fabricantes de semiconductores de China, lo que ha reducido el coste de la epitaxia en un solo horno en un 40 % y ha aumentado el rendimiento del dispositivo al 98 %.
Susceptor tipo barril comparado con susceptor tipo panqueque
| Caracter | Susceptor tipo barril | Susceptor para panqueques |
| Uniformidad de temperatura | Uniformidad ligeramente menor debido al flujo de aire vertical y a la simetría de la radiación (se requiere una compensación de temperatura compleja). | La simetría del campo térmico es alta y la uniformidad de temperatura en el plano es mejor. |
| Eficiencia del flujo de gas | El flujo de aire gira en espiral a lo largo de la pared del cañón y las obleas del borde se graban/depositan fácilmente. | El flujo es perpendicular a la superficie de la oblea y el flujo y la dirección se controlan fácilmente. |
| Capacidad y costo | Alto rendimiento, adecuado para producción en masa (gran número de obleas por unidad de tiempo). | Bajo rendimiento, adecuado para I+D/producción de lotes pequeños. |
| Complejidad de mantenimiento | La estructura es compleja y la limpieza y sustitución lleva mucho tiempo. | Diseño abierto, fácil mantenimiento. |
Especificaciones
| Propiedades físicas básicas del recubrimiento de SiC CVD | |
| Propiedad | Valor típico |
| Estructura cristalina | FCC fase β policristalino, orientado principalmente (111) |
| Densidad | 3.21 g / cm³ |
| Dureza | Dureza Vickers 2500 (carga de 500 g) |
| Tamaño de grano | 2 ~ 10μm |
| Pureza química | 99.99995% |
| Capacidad de Calor | 640 J·kg-1·K-1 |
| Temperatura de sublimación | 2700 ℃ |
| Fuerza flexible | 415 MPa RT 4 puntos |
| El módulo de Young | 430 Gpa, curva de 4 puntos, 1300 ℃ |
| Conductividad térmica | 300W·m-1·K-1 |
| Expansión térmica (CTE) | 4.5 × 10-6K-1 |
Aplicaciones
Se utiliza para el proceso de epitaxia/CVD de silicio.
Más utilizado en dispositivos LPE o CVD tradicionales (como los primeros sistemas Aixtron).
Ventaja Competitiva
Resistencia a entornos de corrosión extrema: el recubrimiento de β-SiC es resistente a la erosión y oxidación del plasma, y su vida útil es 5 veces más larga que la del grafito sin recubrimiento.
Control preciso del campo térmico: la estructura del barril reduce la turbulencia, la conductividad térmica coincide con el sustrato y evita fallas por estrés térmico.
Riesgo de contaminación cero: sustrato y recubrimiento de pureza ultra alta, contenido de impurezas metálicas (Fe, Al) < 0.1 ppm.
Servicio de proceso completo: procesamiento de matriz de soporte, deposición de recubrimiento, prueba de rendimiento, entrega en un solo lugar.
