MOCVD Graphite Susceptors کے لیے CVD SiC کوٹنگز کیوں ضروری ہیں؟

ایل ای ڈی چپ مینوفیکچرنگ میں، ایم او سی وی ڈی ایپیٹیکسی بنیادی عمل کے طور پر کام کرتا ہے جو روشنی کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے۔ پیداوار کے دوران، نیلم یا سلکان سبسٹریٹس لے جانے والے گریفائٹ سسپٹرز سنکنرن ماحول کے اندر 1,000 ° C کے قریب درجہ حرارت پر بار بار تھرمل سائیکل کے تحت کام کرتے ہیں۔ اس کے مطابق، گریفائٹ سسپٹرز کی کارکردگی براہ راست ایپیٹیکسی کی کارکردگی، ایپیٹیکسی یکسانیت اور تیار شدہ آلات کی حتمی پیداوار کو متاثر کرتی ہے۔ گریفائٹ سسیپٹرز پر CVD SiC کوٹنگ جمع کرنا مین اسٹریم انڈسٹری کا حل بن گیا ہے۔ یہ مضمون مختصراً اس ڈیزائن کے پیچھے دلیل کی وضاحت کرتا ہے۔

Uncoated Graphite Susceptors کا استعمال کرتے وقت کیا ہوتا ہے؟

گریفائٹاعلی درجہ حرارت کی مدد کے لیے بہترین مواد ہے، پھر بھی اس میں تین موروثی خرابیاں ہیں جو MOCVD چیمبرز کے اندر بہت زیادہ بڑھ جاتی ہیں:

1. اعلی درجہ حرارت پر کیمیائی سنکنرن

MOCVD عمل امونیا، ہائیڈروجن اور دھاتی نامیاتی پیش خیمہ کو متعارف کراتے ہیں۔ جب گریفائٹ تقریباً 1,000 ° C پر ان گیسوں کے ساتھ رابطے میں آتا ہے تو ہائیڈرو کاربن اور یہاں تک کہ ہائیڈروجن سائانائیڈ بھی پیدا ہوتے ہیں۔ یہ بتدریج جہتی انحراف کے ساتھ گریفائٹ کی سطح کے مسلسل سنکنرن کا سبب بنتا ہے، اور رد عمل کی ضمنی مصنوعات ایپیٹیکسیل تہہ کو آلودہ کرتی ہیں۔

2. غیر محفوظ ساخت سے نجاست کا اخراج

چونکہ گریفائٹ میں ایک فطری طور پر غیر محفوظ ڈھانچہ ہوتا ہے، لہٰذا بقیہ دھاتی نجاست، جذب شدہ نمی اور پیداوار سے آکسیجن بار بار حرارتی چکروں کے دوران آہستہ آہستہ خارج ہوتی ہے۔ ہر ریلیز ایپیٹیکسیل پرت کے پس منظر کی ناپاکی کے ارتکاز میں اتار چڑھاو کو متحرک کرتی ہے، جو پیداوار کے منحنی خطوط پر نظر آنے والے غیر واضح نقائص پیدا کرے گی۔

3. تھرمل سائیکلنگ کے تحت پاؤڈرنگ اور اخترتی

MOCVD سسپٹرز روزانہ متعدد حرارتی اور کولنگ سائیکلوں سے گزرتے ہیں۔ ننگے گریفائٹ بار بار تھرمل جھٹکے کے تحت سطح کے ذرات کے درمیان کم بانڈنگ فورس کا شکار ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں پاؤڈر شیڈنگ ہوتا ہے۔ کاربن کے ذرات epitaxial wafers پر گرنے سے مہلک ذرات کی آلودگی ہوتی ہے۔

مختصراً، بغیر کوٹڈ گریفائٹ سسپٹرز غیر متوقع "ناپاک بم" کے طور پر کام کرتے ہیں جو MOCVD چیمبرز کے اندر مسلسل آلودگی چھوڑتے ہیں۔

CVD SiC کوٹنگ کے کیا فوائد ہیں؟

جیسے جیسے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کا عمل نینو میٹر اور یہاں تک کہ جوہری پیمانے کے نوڈس تک آگے بڑھتا ہے، سطحی آلودگیوں کا سراغ لگانا بشمول ذرات کی آلودگی اور دھاتی آئنک نجاست حتمی سیمی کنڈکٹر آلات کو مکمل طور پر غیر فعال کردے گی۔ یہ epitaxial عمل میں استعمال ہونے والے گریفائٹ susceptors پر کارکردگی کے سخت تقاضے عائد کرتا ہے۔ اعلی درجے کی کیمیائی بخارات جمع کرنے والی ٹیکنالوجی پر انحصار کرتے ہوئے، ایک یکساں طور پر گھنے SiC کوٹنگ گریفائٹ سسیپٹرز پر جمع ہوتی ہے۔ یہ کوٹنگ ایک مضبوط حفاظتی سیرامک ​​کوچ کے طور پر کام کرتی ہے اور درج ذیل اہم فوائد فراہم کرتی ہے۔

1. قابل اعتماد جسمانی تحفظ

SiC کوٹنگ گریفائٹ بیس کو عمل کے ماحول سے مکمل طور پر الگ کرتی ہے، امونیا اور ہائیڈروجن کو بیس گریفائٹ سے رابطہ کرنے سے روکتی ہے اور کیمیائی اینچنگ کو دباتی ہے۔ دریں اثنا، گریفائٹ میٹرکس کے اندر پھنسی نجاست کوٹنگ کے نیچے بند کر دی جاتی ہے اور چیمبر میں نہیں جا سکتی۔

2. انتہائی اعلیٰ صفائی

پیوریٹی CVD SiC کوٹنگز ppb سطح کی پاکیزگی (9N گریڈ، 99.999995% سے اوپر) حاصل کرتی ہیں، جو کہ زیادہ تر گریفائٹ مواد سے کافی حد تک بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ کی طرف سے ویفر کی آلودگیCVD SiC لیپت گریفائٹ سسپٹرسطح تقریباً نہ ہونے کے برابر رہ گئی ہے۔

3. اعلی تھرمل شاک مزاحمت

MOCVD susceptors تیز درجہ حرارت کے اتار چڑھاو سے نقصان کو برقرار رکھتے ہیں۔ عمل کی ایڈجسٹمنٹ کے ذریعے،CVD SiCکوٹنگز گریفائٹ کے اڈوں کے ساتھ مضبوطی سے منسلک ہو سکتی ہیں اور گریفائٹ کے تھرمل ایکسپینشن گتانک کے مطابق بن سکتی ہیں، جس سے درجہ حرارت کی انتہائی تبدیلیوں کی وجہ سے پھٹنے کے خطرے کو مؤثر طریقے سے کم کیا جا سکتا ہے۔

4. قابل ذکر آکسیکرن مزاحمت

1600 ° C سے نیچے آکسیجن پر مشتمل ماحول کے دوران، ایک انتہائی پتلی حفاظتی SiO₂ فلم قدرتی طور پر CVD SiC لیپت گریفائٹ سسپٹرس کی کوٹنگ کی سطح پر تیار ہوتی ہے۔ یہ CVD SiC کوٹنگ مزید آکسیڈیشن کو روک سکتی ہے تاکہ اندرونی گریفائٹ سسیپٹرز کو ختم کیا جا سکے، عمل کے دوران غیر منصوبہ بند ہوا کے استعمال جیسے سنگین حالات میں بھی آخری حربے کے طور پر کام کرتا ہے۔