SiC 코팅 흑연 서셉터가 반도체 에피택시에 필수적인 이유

반도체 장치가 더 높은 전력, 더 높은 주파수 및 더 큰 통합을 향해 계속 발전함에 따라 에피택셜 성장 장비에 대한 요구 사항이 점점 더 까다로워지고 있습니다. SiC 전력 장치, GaN RF 구성 요소, LED 칩 또는 실리콘 에피택시 웨이퍼를 생산하는 경우 제조업체는 반응기 내부의 중요한 구성 요소 중 하나인 SiC 코팅 흑연 서셉터에 의존합니다.

반응 챔버 외부에서는 거의 볼 수 없지만 이 구성 요소는 웨이퍼 온도 균일성, 입자 생성, 코팅 수명 및 궁극적으로 장치 수율에 직접적인 영향을 미칩니다.

SiC 코팅 흑연 서셉터란 무엇입니까?

SiC 코팅 흑연 서셉터는 고밀도 화학 기상 증착(CVD) 탄화규소 코팅으로 보호되는 정밀 가공 흑연 구성 요소입니다.

에피택셜 반응기 내부에서 서셉터는 몇 가지 중요한 기능을 수행합니다.

• 성장 과정 전반에 걸쳐 반도체 웨이퍼를 지원합니다.
• 히터에서 웨이퍼로 균일하게 열을 전달합니다.
• 웨이퍼와 함께 회전하여 필름 균일성을 향상시킵니다.
• 반복적인 열 순환에도 치수 안정성 유지
• 부식성 공정 가스로부터 흑연 기판을 보호합니다.

프로세스에 따라 서셉터는 팬케이크 서셉터, 배럴 서셉터, 트레이, 웨이퍼 캐리어 또는 맞춤형 반응기 구성 요소로 설계될 수 있습니다.

베어 흑연을 사용하지 않는 이유는 무엇입니까?

흑연은 다음과 같은 이유로 오랫동안 최고의 고온 엔지니어링 재료 중 하나로 인식되어 왔습니다.

· 우수한 열전도율

· 낮은 열팽창계수

· 고온 안정성

· 가공성 용이

· 저밀도

그러나 베어 흑연은 직접적인 반도체 가공에는 적합하지 않습니다.

에피택시 동안 H2, HCl, NH3, 실란, 클로로실란 및 금속-유기 전구체와 같은 공정 가스가 노출된 흑연 표면을 지속적으로 공격합니다. 시간이 지남에 따라 흑연은 산화, 부식 및 탄소 입자를 방출하기 시작합니다.

이러한 입자는 다음을 수행할 수 있습니다.

· 웨이퍼를 오염시키다,

· 결함 밀도를 높이고,

· 에피택셜 균일성을 감소시키고,

· 원자로 유지보수 간격을 단축합니다.

따라서 거의 모든 현대 반도체 반응기는 노출된 흑연 대신 보호 세라믹 코팅을 사용합니다.

탄화규소가 선호되는 코팅인 이유는 무엇입니까?

BN, ZrB2, TaC 및 다양한 산화물 코팅을 비롯한 사용 가능한 코팅 재료 중에서 CVD 탄화규소는 열적, 화학적, 기계적 특성의 탁월한 균형을 제공하므로 업계 표준이 되었습니다.

주요 이점은 다음과 같습니다.

• 탁월한 내화학성: 밀도가 높은 SiC는 부식성 가스가 흑연 기판에 도달하는 것을 방지하여 부품 수명을 획기적으로 연장합니다.
• 탁월한 열전도율: 높은 열전도율은 웨이퍼 전체에 탁월한 온도 균일성을 유지하면서 빠른 열 전달을 가능하게 합니다.
• 낮은 열팽창 불일치: SiC의 열팽창 계수는 흑연과 거의 일치하여 반복되는 가열 및 냉각 주기 동안 내부 응력을 줄입니다.
• 높은 경도: 코팅은 웨이퍼 로딩 및 반응기 작동 중 마모에 강합니다.
• 고순도: 고품질 CVD SiC 코팅은 고급 반도체 제조에 중요한 금속 오염과 입자 생성을 최소화합니다.

왜 화학 기상 증착(CVD)을 해야 할까요?

다음을 포함한 다양한 코팅 기술이 존재합니다.

· 플라즈마 분사

· 솔겔 코팅

· 전기영동 증착

· 팩 합착

· 브러시 코팅

그러나 반도체 제조에서는 다음과 같은 코팅을 생산하기 때문에 화학 기상 증착(CVD)을 압도적으로 선호합니다.

· 매우 높은 순도,

· 우수한 밀도,

· 균일한 두께,

· 우수한 접착력,

· 낮은 다공성,

· 복잡한 형상에 대한 뛰어난 등각성.

종종 기공과 약한 경계면을 포함하는 스프레이 코팅과 달리 CVD SiC는 흑연 기판에 화학적으로 결합된 치밀한 결정층을 형성하여 가혹한 공정 조건에서도 서비스 수명이 훨씬 길어집니다.

일반적인 응용 분야

SiC 코팅 흑연 부품은 다음 분야에 널리 사용됩니다.

SiC 에피택시: MOSFET, SBD 및 기타 전력 장치의 동종 에피택시 성장 중에 전도성 및 반절연 SiC 웨이퍼를 지원합니다.

실리콘 에피택시: CMOS 및 전력 반도체 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 에피택시를 위한 안정적인 열 플랫폼을 제공합니다.

GaN 에피택시: RF 장치, HEMT, MicroLED 및 전력 전자 장치에 대한 GaN-on-Si 및 GaN-on-SiC 성장을 지원합니다.

LED 제조: 청색, 녹색, UV 및 MicroLED 에피택셜 성장을 위해 MOCVD 반응기 내부에 사용됩니다.

결론

반도체 공정이 더 큰 웨이퍼, 더 좁은 공정 창, 더 낮은 결함 밀도로 계속 이동함에 따라 고성능 반응기 부품의 중요성은 계속해서 커지고 있습니다.

CVD SiC 코팅 흑연 서셉터는 흑연의 뛰어난 열 성능과 탄화규소의 뛰어난 내화학성, 순도 및 내구성을 결합하기 때문에 없어서는 안 될 요소가 되었습니다.

SiC 전력 장치, GaN RF 전자 장치, LED 생산 또는 실리콘 에피택시 등 무엇이든 고품질 SiC 코팅 흑연 부품에 투자하면 수율 향상, 장비 가동 시간 연장 및 제조 비용 절감에 직접적으로 기여합니다.