Çima Grafîta Paqijiya Bilind ji bo Kontrolkirina Kêmasiyên Epîtaksiya SiC Girîng e

Kalîteya wafera silîkon karbîd (SiC) ya ku tê hilberandin, heta ji hêla guhertinên nazik ên di jîngeha mezinbûnê de jî bandor dibe. Qadeke ku gelek kes li ber çavan nagirin grafîta ku reaktorê dorpêç dike ye. Ew ceribandina germahiya dijwar a di hundurê reaktorê de radiweste dema ku ew waferê di dema epitaksî de piştgirî dike û bi cih dike. Ger grafît nepak be an jî bi awayekî ne rêkûpêk ava bibe, perçeyên piçûk ên materyalê an reaksiyonek nexwestî dikarin di tevahiya pêvajoya mezinbûnê de werin danîn. Pirsgirêkên piçûk ên li ser rûyê grafîtan dikarin bibin kêmasiyên mezin ên waferê, ku di encamê de ji bo hilberînerên çîpan bêtir kar û berhema kêmtir çêdibe. Bi vî rengî rewş û paqijiya Sûspêktora grafîtê mijarek girîngtir e ji ya ku pir kes texmîn dikin.

Paqijiya Grafîtê Çawa Bandorê Li Ser Pirsgirêkên Parçeyan Di Odeyên Epîtaksîyê De Dike?

Parçe di odeyên epîtaksîya SiC de kêmasiyeke waferê ya berbelav in, û pir caran grafît di pêvajoyê de tê de heye. Parçeyên grafîtê di herêma germ a reaktorê SiC de ne, waferê hildigirin û bandorê li kontûrên germî dikin. Bi karanîna grafîta kêmtir paqij, nepakiyên şopê, wekî gemarên metalî, xwelî, an bermayiyên mayî yên pêvajoyê, dikarin di dema mezinbûna germahiya bilind de bi demê re hêdî hêdî ji grafîtê derkevin. Nepakiyên ji gazê derdikevin pir caran di odeyê de nayên dîtin, lê di dawiyê de ew li ser rûyê waferê dadikevin, an jî dibin beşek ji qonaxa gazê. Mînakî, di yek serîlêdanê de kargehek ji bo teserûfa lêçûnê grafîtek pola nizmtir hilbijart. Her çend di destpêkê de di dema xebitandinên kurt de pirsgirêk xuya nebûn jî, piştî çend çerxên... Epîtaksî ya Sic , qulên bêserûber û xalên xav li ser rûyê waferê hatin dîtin. Çavkaniya van kêmasiyan ji mîkroparçeyên ku ji girgir an jî pêgirta grafîtê derdikevin hat şopandin. Parçe dê bikevin odeya mezinbûnê û bi awayekî nexwestî wekî tov tevbigerin. Densiya neyeksan a beşa grafîtê dê di dema germkirinê de bibe sedema mîkro-şikestina li ser rûyê perçeyê, ku dibe sedema rijandina perçeyên nazik di nav odeyê de bi demê re, her çend perçe dibe ku paqij xuya bike. Ji ber vê yekê, şopandina çavkaniya grafîtê û dîroka wê di fabrîqeyan de karekî rûtîn e da ku ji kêmasiyên têkildarî perçeyan dûr bikevin. Grafîtek paqijiya bilind bi mîqdarek kontrolkirî ya xwelîyê bi gelemperî tê xwestin, nemaze ji bo hilberînên demdirêj. Hejmartinek çerxên germî yên perçeyan jî tê şopandin ji ber ku materyal dê perçeyan birijînin tewra piştî pêvajoyên destpêkê yên baş jî. Her weha, rêbaza lênêrînê ji bo perçeyên grafîtê bandorê li kêmasiyan dike. Mînakî, prosedurên paqijkirina êrîşkar dê zirarê bidin rûyê grafîtê û bibin sedema mîkro-şikestinê. Rêbaza bijarte pêvajoyek paqijkirinê ya nerm û kontrolkirî ye ku têkiliya fîzîkî ya herî kêm bi perçeyên grafîtê re heye. Ji ber sedemên aborî, guhertina parçeyan zûtir ji ya ku tê hêvîkirin dibe ku ji çareserkirina windabûna berhemê di qonaxên paşîn de çêtir be. Bi kurtasî, kontrola çêbûna perçeyan di pêvajoyek epîtaksîya SiC ya tîpîk de li dora hûrguliyên piçûk ên li ser kalîteya materyalê û pratîkên destgirtinê dizivire. Pirsgirêka kalîteya grafîtê di dilê mijarê de ye.

Pêdiviyên Materyalê ji bo Parçeyên Epitaxial û Susceptorên SiC yên Bilind-Asta

Ji bo epitaksiya SiC, beşên di reaktorê de ji tenê 'girtina' waferê bêtir in. Reseptorên, hilgirên grafît û pêkhateyên herêma germ di reaktorê de rasterast bandorê li mezinbûna krîstalê dikin. Ji ber vê yekê materyal pir daxwazkar in û kêmasiyek piçûk di dawiyê de wekî kêmasiyek li ser waferê xuya dibe. Aramiya germî ya bilind pêdiviyek bingehîn e. Parçe ji bo demek dirêj di germahiyên pir bilind de têne germ kirin (carinan çerxên germkirin/sarkirinê yên dubare). Materyalek ku nikare di van germahiyan de aramiyê biparêze dê xirab bibe û di dawiyê de dibe ku bişkê. Guhertinên piçûk di geometrîyê de dikarin herikîna gazê û belavkirina germê bi girîngî biguherînin û bibin sedema mezinbûna krîstalê neyeksan li ser rûyê waferê. Paqijî faktorek din a krîtîk e. Pêvajoyên SiC yên asta bilind hewceyê naveroka metalê ya pir kêm û asta xweliyê ya pir kêm di pêkhateyên grafîtê de ne. Di dema xebitandinê de, metalên şop dê hêdî hêdî ji parçeyan derkevin, gemarî dikarin di odeyê de belav bibin û bibin sedema gemarîbûna perçeyan an kêmasiyên krîstalê yên herêmî. Di hin kargehan de, xeletiya stûkirina bêserûber li ser komek yekane ya reseptora gemarî hatiye şopandin. Avahiya rûyê pêdiviyek girîng e. Rûyekî nerm û yekreng dê di dema çerxa germkirin/sarkirinê de alîkariya kêmkirina rijandina perçeyan bike. Rûyekî neyekreng, an jî porên di nav avahiya rûberê de, dê di dema xebitandinê de bi berdewamî hilweşin û bi vî rengî çavkaniyek domdar a perçeyan di odeyê de çêbike. Kalîteya pêçandinê jî pêdiviyek din a girîng e. Gelek süsceptorên asta bilind pêçandina SiC wekî çînek parastinê bikar tînin. Divê pêçandin baş bi materyalê bingehîn ve girêbide û divê li hember xebitandina dirêj bisekine. Girêdana nebaş û veqetandina laminasyonê dê grafîta bingehîn rasterast li hember hawîrdora reaksiyonê ya dijwar eşkere bike. Em pir caran vê yekê di sepanên rastîn de dibînin: mînakî, kargehek waferê ku ji bo koma hilberîna dirêj dixebite dê rêjeya kêmasiyan piştî sedan çerxan bi domdarî zêde bibe. Vekolîna süsceptor dê lixwekirinek sivik a pêçandinê û erozyona qiraxan eşkere bike. Guhertin an guheztina pêkhateyê dê rêjeya kêmasiyan vegerîne astek qebûlkirî. Hilbijartina materyalên rast ne tenê li ser performansa destpêkê ya pêkhateyan e, lê di heman demê de li ser aramiya materyalê di çerxên dubare de ye.

Bandorên Avahiya Genim li ser Aramiya Germahî di Sîstemên AIXTRON G10 de

Pêkhateya genim a pêkhateyên grafîtê di hundirê SiC-ya germahiya bilind de Mezinbûna epîtaksî sîstem, wekî AIXTRON G10, bandorek mezin li ser aramiya germî dike. Ev bi guhertinên pîvanî, parastina şeklê, û bersiva li hember çerxên germî ve girêdayî ye. Grafît ne madeyek yekreng e. Ew ji gelek krîstalît an dendikan pêk tê. Krîstalîtên takekesî dikarin xwedî arasteyên cûda bin. Dema ku di nav pêkhateya grafîtê de kontrola mezinahiya dendikê nebaş be, belavkirina germê ne yeksan çêdibe. Deverên pêkhateyê bi rêjeyên cûda germ dibin û sar dibin. Ev di asta mîkro de zexta navxweyî diafirîne. Hêdî hêdî bi demê re ev zexta navxweyî dibe sedema xwarbûn an xirabûnê di perçeyan de wekî susceptor an hilgirê wafer. Ev pêvajo di dema hilberînê de bi hêsanî tê nas kirin. Ew bi gelemperî dema ku xeta wafer di germahiyên bilind de dixebite xuya dike. Kalîteya wafer piştî bi sedan çerxên germî dest pê dike. Guhertinên di qalindahiyê de zêde dibin, û kêmasiyên qiraxê dest pê dikin ku bi rêkûpêk derkevin holê. Dema ku ev perçe têne lêkolîn kirin, ew bi gelemperî nîşanên xwarbûn an westandina materyalê hene. Avahiyên dendikên zirav bi belavkirina krîstalîtên kontrolkirî dê aramiya germî ya pir çêtir ji dendikên qalind an avahiyên rasthatî hebe. Ev ê bibe sedema veguheztina germê ya wekhevtir û xalên stresê yên herêmî yên kêmkirî. Bi avahiyek genim a rast, parçe dê li hember xwarbûnê li ber xwe bidin, tewra di nav sedan çerxên germî de jî. Avahiyên qalind an avahiyên genim ên bi awayekî xirab belav bûne dibin sedema xalên qels di nav parçeyê de, ku rê li ber mîkroşikestinê û di dawiyê de berdana perçeyan nav odeyê vedike. Mijareke din a girîng a ku divê were hesibandin berxwedana li hember şoka germî ye. Xal hene ku parçe guherînek girîng a germahiyê derbas dike, wek barkirina nav reaktorê an jî dema rakirinê. Ger sînorên qels di navbera genim de hebin, wê hingê mîkroşikestin dikarin li ser xetên genim çêbibin. Her çend ev bi gelemperî nebe sedema têkçûna parçeyê jî, ew dihêle ku ev qelsî di materyalê de çêbibin, ku dibe sedema pirsgirêkên pêbaweriyê yên pêşerojê. Piraniya fabrîqeyan temenê parçeyê hem li gorî demjimêrên ku têne bikar anîn, hem jî li gorî hejmara çerxên germî û dermankirina germê ya tevahî dişopînin. Parçeyên bi avahiya genim a baş-endezyarkirî xwedî jiyanek dirêjtir, encamên domdartir bi demê re ne.

Kêmkirina Gemarbûna Metalîk di Pêkhateyên Grafîtê yên Paqijiya Bilind de

Yek ji pirsgirêkên "nedîtbar" lê krîtîk di her perçeyek grafîtê de, tevî pêvajoya epitaksîya SiC, gemarbûna metalî ye. Heta şopên pir piçûk ên metalan di perçeyek grafîtê de jî dikarin bikevin nav pêvajoyê û bibin çavkaniya kêmasiyên ku di reaktorek epitaksîya SiC de wekî AIXTRON G10 dijwar têne şopandin. Metalên weha bi gelemperî ji madeyên xav an gavên cûrbecûr ên pêvajoyê yên di çêkirina pêkhateya grafîtê de têne bikar anîn derdikevin. Hêmanên wekî Hesin, Nîkel, Kalsiyûm û Sodyûm gelemperî ne û di germahiya odeyê de di nav piraniya grafîtê de asê dimînin, lêbelê, di germahiya pêvajoya bilind a ku di epitaksîya SiC de tê bikar anîn de, ev hêman dikarin bibin mobîl. Ev metalên şop dikarin di dawiyê de di dema çerxên germkirin/sarbûnê yên dubarekirî de li herêma germ, ango susceptor an hilgirê waferê bixwe, werin derxistin an jî koçî ser rûyê bikin. Dozek tîpîk dê wiha be: fabrîkeyek bi karanîna perçeyên grafîtê yên nû dest bi hilberînê dike. Çend waferên pêşîn baş in û kêmasiyên wan nîşan nadin, lê piştî demek diyarkirî, kêmasiyên piçûk dest pê dikin xuya bibin. Ew bi gelemperî çalên piçûk, xeletiyên stûna rasthatî, an bûyerên perçeyên neşirovekirî ne. Di dema paqijkirina odeyê de gumankirina xelet a herikîna gazê an bûyerek gemarîbûnê hêsan e. Lê analîza berfireh pir caran vedigere berdana hêdî ya metalên şop ji pêkhateyên grafîtê. Kontrolkirina paqijiya grafîtê yek ji mifteyan e. Ji bo pêkhateyên krîtîk, grafîta paqijkirî ya germahiya bilind bi naveroka xweliya kêm her gav tê tercîh kirin. Ev gava paqijkirinê piraniya bermayiyên metalî radike. Grafîta weha dikare hêmanan ji bo demek dirêjtir asê bihêle, tewra di bin çerxên germkirin/sarkirinê yên dubare de jî. Vekolîna dahatî ya beşên grafîtê jî di hin kargehan de pir girîng e. Ceribandina komên grafîtê bi teknîkên wekî ICP-OES an XRF dikare pêşî li karanîna beşên gemarî bigire. Ew dikare pêşî li tevlihevkirina parçeyan ji çavkaniyên cûda di heman herikîna pêvajoyê de bigire. Pêçanên wekî SiC an TaC jî bi tevlêbûna wekî astengiyek di navbera beşa grafîtê û jîngeha pêvajoyê de dibin alîkar ku pirsgirêk çareser bibe. Heta ku pêçandin baş were danîn û bi substrata grafîtê ya bingehîn ve were girêdan, ew ê têkiliya beşa grafîtê bi jîngeha pêvajoyê re kêm bike. Ya dawîn lê ne ya herî kêm destgirtin û hilanîna parçeyên grafîtê ye. Parçeyên grafîtê dikarin di dema destgirtinê de bi lepikên qirêj, amûran an jî bi hilanîna li ser refikek nepak werin gemarî kirin. Ev gemarbûna rûyê erdê dikare di dema çerxa germkirinê de bikeve nav firnê. Ji bo kêmkirina gemarbûna metalî ya perçeyên grafîtê, ew berhevokek gelek hewldanên piçûk e. Materyalek paqijiya bilind bi pratîka baş a destgirtinê û kontrola pêvajoyê ya hişk re pêdivî ye.

Çima Pergalên Veeco EPIK Materyalên Grafîtê yên Porozîteya Ultra-Nizm Daxwaz Dikin?

Parçeyên grafîtê yên di nav platforma Veeco EPIK Systems de yek ji şert û mercên pêvajoyê yên herî dijwar di çêkirina nîvconductor de derbas dibin. Şert û mercên germahiya bilind, kîmyaya gazê ya êrîşkar û çerxên pêvajoyê yên dirêj ji hêla van pêkhateyan ve têne ceribandin. Ji ber vê yekê grafîta porozîteya pir kêm ji bo parastina yekparçeyî û paqijiya epitaksî ya SiC girîng e. Porozîtî behsa porên piçûk û navxweyî dike ku di laşê grafîtê de bi xwe hene. Tevî rûyek bêkêmasî nerm, porên navxweyî dikarin hebin ku gazên pêvajoyê, bermayiyan û kîmyaya paqijkirinê bigirin. Porozîteya bilind tê wateya qebareya navxweyî ya bêtir ji bo girtin, ku piştî rûbirûbûna germahiya bilind, materyal dikare hêdî hêdî were paqijkirin. Ev paqijkirin ne her gav xêzikî ye û dibe ku bibe sedema teqînan, ku kontrolkirina pêvajoyê dijwar dike. Di epitaksî ya SiC de, ev bi taybetî zirardar e. Dema ku gaz ji laşê grafîtê têne berdan, ew dikarin di nav herikîna gazê de di odeya epitaksî de werin tevlî kirin, ku beşdarî perçeyên nexwestî dibin. Perçe dê rêya xwe bibînin ser rûyê waferê, bandorê li mezinbûna krîstalê bikin û dikarin bibin sedema kêmasiyên nediyar ên wekî çalên bêserûber, xavbûna rûyê an guherînên herêmî di qalindahiya waferê de. Senaryoyek tîpîk a ku tê dîtin di rampên hilberînê de ye ku fabrîkeyek paqij perçeyên grafîtê yên nû ji bo pergala EPIK werdigire. Encamên destpêkê dikarin qebûl bibin, lêbelê dema ku çerxên germî dubare dibin, rêjeyên kêmasiyan dikarin zêde bibin û vekolîna trênê pêvajoyê, di nav de xetên gazê, valf û qonaxên pêvajoya paqijkirinê, dibe ku tiştek eşkere eşkere neke. Pir caran tê eşkere kirin ku sûcdar grafîta kêm-porozî di nav herêma germahiya bilind de ye. Hilbijartina grafîta pir-porozî bi bandor vê xetereyê kêm dike bi sînorkirina qebareyên hundurîn ên ku cureyên girtî dikarin tê de werin veşartin, îhtîmala berdana gazê ya ji nişka ve dema ku tê germ kirin kêm dike. Ew di heman demê de bi yekparebûna mekanîkî ya çêtir ve girêdayî ye. Avahiya zexmtir a grafîta pir-porozî bi gelemperî berxwedana zêdetir a şikestinê pêşkêşî dike ji ber ku grafît di çerxên germî yên dubare de derbas dibe. Wekî din, rûyên pir-porozî yekparebûna pêçandinê ya zêde pêşve dixin. Dema ku SiC an materyalên din ên refraktor li ser van rûyên grafîtê têne pêçandin, ew baş li ser rûyek kêmtir poroz disekinin. Ev yek muhtemelen ji ber zêdebûna girêdana di navbera materyalê pêçayî û grafîtê de ye, ku ev jî domdarî û temendirêjiya pêçanan û potansiyela wan a peçandin an jî perçebûnê zêde dike. Di dawiyê de, hilbijartina grafîta bi porozîteya pir kêm di senaryoyek çêkirina rojane de, her çend taybetmendiyek materyal be jî, di bidestxistina encamên wafer ên stabîl, paqij û pêşbînîkirî de di nav pêvajoyên epitaksî yên SiC-ya asta bilind de sûdek pir rasterast peyda dike.