Ngano nga ang High-Purity Graphite Importante alang sa SiC Epitaxy Defect Control

Ang kalidad sa silicon carbide (SiC) wafer nga gihimo naimpluwensyahan bisan sa gagmay nga mga pagbag-o sa palibot sa pagtubo. Usa ka butang nga wala gikonsiderar sa kadaghanan mao ang graphite nga naglinya sa reactor. Kini makasugakod sa grabe nga kainit nga makita sa sulod sa reactor samtang kini nagsuporta ug nagposisyon sa wafer atol sa epitaxy. Kung ang graphite dili puro o dili regular ang istruktura, ang gagmay nga mga piraso sa materyal o usa ka dili gusto nga reaksyon mahimong madeposito sa tibuok proseso sa pagtubo. Ang gagmay nga mga problema sa ibabaw sa graphite mahimong molambo ngadto sa dagkong mga depekto sa wafer, nga moresulta sa dugang nga trabaho ug mas ubos nga ani alang sa mga tiggama og chip. Busa ang kondisyon ug kalimpyo sa Graphite susceptor usa ka mas importante nga isyu kay sa gihunahuna sa kadaghanan.

Giunsa Pag-impluwensya sa Kaputli sa Graphite ang mga Problema sa Partikulo sa mga Epitaxy Chambers?

Ang mga partikulo usa ka kaylap nga depekto sa wafer sa mga SiC epitaxy chamber, ug kanunay nga naglambigit sa graphite sa proseso. Ang mga parte sa graphite nahimutang sa init nga sona sa SiC reactor, nga nagdala sa wafer ug nakaimpluwensya sa thermal contours. Uban sa paggamit sa dili kaayo puro nga graphite, ang mga trace impurities, sama sa metallic contaminants, abo, o mga residual sa proseso, mahimong hinayhinay nga mogawas gikan sa graphite sa paglabay sa panahon atol sa pagtubo sa taas nga temperatura. Ang mga offgassed impurities kasagaran dili mamatikdan sa chamber, apan sa kadugayan kini mahulog sa ibabaw sa wafer, o mahimong bahin sa gas phase. Pananglitan, sa usa ka aplikasyon ang usa ka fab mipili alang sa usa ka lower grade graphite alang sa pagdaginot sa gasto. Bisan kung walay mga isyu nga makita sa mubo nga pagdagan sa sinugdanan, pagkahuman sa daghang mga siklo sa Kini nga epitaxy , adunay mga random nga pinhole ug rough spots nga naobserbahan sa ibabaw sa wafer. Ang tinubdan sa maong mga depekto masubay ngadto sa mga micro particle nga gipagawas gikan sa graphite holder o susceptor. Ang mga particle mosulod sa growth chamber ug molihok isip mga liso sa dili gusto nga paagi. Ang dili patas nga densidad sa bahin sa graphite makatampo usab sa micro-cracking sa ibabaw sa bahin inig-init, nga mosangpot sa pag-ula sa pino nga mga particle ngadto sa chamber sa paglabay sa panahon, bisan pa ang bahin mahimong tan-awon nga limpyo. Busa, ang pagmonitor sa tinubdan sa graphite ug sa kasaysayan niini usa ka rutina nga buluhaton sa mga fab aron malikayan ang mga depekto nga may kalabutan sa particle. Ang usa ka taas nga purity graphite nga adunay kontrolado nga gidaghanon sa abo kasagaran gitinguha, labi na alang sa dugay nga produksiyon. Ang pag-ihap sa mga thermal cycle sa mga bahin gimonitor usab tungod kay ang mga materyales mo-ula sa mga particle bisan human sa maayo nga inisyal nga pagproseso. Usab, ang pamaagi sa pagmentinar alang sa mga bahin sa graphite makaimpluwensya sa mga depekto. Pananglitan, ang agresibo nga mga pamaagi sa pagpanglimpyo makadaot sa ibabaw sa graphite ug moresulta sa micro-cracks. Ang gipalabi nga pamaagi mao ang usa ka malumo, kontrolado nga proseso sa pagpanglimpyo nga adunay gamay nga pisikal nga interaksyon sa mga bahin sa graphite. Tungod sa ekonomikanhong mga hinungdan, ang pag-ilis sa mga piyesa nga mas sayo kaysa gilauman mahimong mas maayo kaysa pag-atubang sa pagkawala sa ani sa ulahi nga mga yugto. Sa laktod nga pagkasulti, ang pagkontrol sa pagmugna og partikulo sa usa ka tipikal nga proseso sa epitaxy sa SiC nagtuyok sa gagmay nga mga detalye sa kalidad sa materyal ug mga pamaagi sa pagdumala. Ang isyu sa kalidad sa graphite mao ang sentro sa butang.

Mga Kinahanglanon sa Materyal para sa mga High-End SiC Epitaxial Parts ug Susceptors

Para sa SiC epitaxy, ang mga parte sa reactor dili lang kay para lang 'mokupot' sa wafer. Ang mga susceptor, graphite carrier, ug hotzone component sa reactor direktang makaimpluwensya sa pagtubo sa kristal. Mao kini ang hinungdan nganong ang mga materyales gikinahanglan kaayo ug ang gamay nga depekto sa kadugayan makita isip depekto sa wafer. Ang taas nga thermal stability usa ka sukaranan nga kinahanglanon. Ang mga parte gipainit sa taas kaayo nga temperatura sulod sa dugay nga panahon (usahay balik-balik nga heating/cooling cycles). Ang materyal nga dili makamentinar sa kalig-on niini nga mga temperatura madaot ug sa kadugayan mabuak. Ang gamay nga mga pagbag-o sa geometry mahimong makausab pag-ayo sa pag-agos sa gas ug pag-apod-apod sa kainit nga moresulta sa dili parehas nga pagtubo sa kristal sa ibabaw sa wafer. Ang kaputli usa pa ka kritikal nga hinungdan. Ang mga high-end nga proseso sa SiC nanginahanglan og ubos kaayo nga metal content ug ubos kaayo nga abo sa mga graphite based component. Atol sa operasyon, ang mga trace metal hinayhinay nga mogawas sa mga parte, ang mga kontaminante mahimong mokatap sa chamber ug moresulta sa kontaminasyon sa particle o lokal nga mga depekto sa kristal. Sa pipila ka mga fab, ang random stacking fault nasubay sa usa ka batch sa kontaminado nga susceptor. Ang istruktura sa nawong usa ka importante nga kinahanglanon. Ang hamis ug parehas nga nawong makatabang sa pagpakunhod sa pag-ula sa mga partikulo atol sa siklo sa pagpainit/pagpabugnaw. Ang dili parehas nga nawong, o mga lungag sulod sa istruktura sa nawong, padayon nga maguba atol sa operasyon ug busa makamugna og makanunayon nga tinubdan sa mga partikulo ngadto sa chamber. Ang kalidad sa coating usa usab ka importante nga kinahanglanon. Daghang mga high-end nga susceptor ang naggamit sa SiC coating isip protection layer. Ang coating kinahanglan nga motapot og maayo sa base nga materyal ug kinahanglan nga makasugakod sa dugay nga operasyon. Ang dili maayo nga bonding ug de-lamination direktang magbutyag sa base graphite sa mapintas nga palibot sa reaksyon. Kanunay natong makita kini sa tinuod nga mga aplikasyon: pananglitan, ang usa ka wafer fab nga nagdagan alang sa taas nga production batch makamatikod nga ang defect rate mosaka nga makanunayon human sa gatusan ka mga siklo. Ang pag-inspeksyon sa susceptor magpadayag sa gamay nga pagkaguba sa coating ug erosion sa ngilit. Ang pag-ilis o pag-ilis sa component mobalik sa defect rate ngadto sa usa ka madawat nga lebel. Ang pagpili sa husto nga mga materyales dili lamang mahitungod sa inisyal nga performance sa mga component, apan ang kalig-on sa materyal sa balik-balik nga mga siklo.

Mga Epekto sa Istruktura sa Lugas sa Kalig-on sa Init sa mga Sistema sa AIXTRON G10

Ang istruktura sa lugas sa mga sangkap sa grapayt sulod sa taas nga temperatura nga SiC Epitaxy nga pagtubo Ang sistema, sama sa AIXTRON G10, dako og epekto sa thermal stability. Kini may kalabutan sa mga pagbag-o sa dimensyon, pagpabilin sa porma, ug tubag sa thermal cycling. Ang graphite dili usa ka monolithic solid. Kini gilangkoban sa daghang mga crystallite o grains. Ang indibidwal nga mga crystallite mahimong adunay lainlaing mga oryentasyon. Kung adunay dili maayo nga pagkontrol sa gidak-on sa grains sulod sa graphite component, ang dili patas nga pag-apod-apod sa kainit motumaw. Ang mga lugar sa component moinit ug mobugnaw sa lainlaing mga rate. Kini makamugna og internal stress sa usa ka micro level. Hinay-hinay sa paglabay sa panahon kini nga internal stress hinungdan sa warp o distortion sa mga bahin sama sa susceptor o wafer carrier. Kini nga proseso dali nga mailhan sa panahon sa produksiyon. Kasagaran kini makita kung ang linya sa wafer naglihok sa taas nga temperatura. Ang kalidad sa wafer magsugod sa pag-anod pagkahuman sa gatusan nga mga thermal cycle. Ang mga kalainan sa gibag-on modaghan, ug ang mga depekto sa ngilit magsugod nga mogawas nga mas kanunay. Kung kini nga mga bahin masusi na, kasagaran kini adunay mga timailhan sa warping o kakapoy sa materyal. Ang pino nga mga istruktura sa grains nga adunay kontrolado nga pag-apod-apod sa crystallite adunay mas maayo nga thermal stability kaysa sa mga coarse grains o random nga mga istruktura. Kini moresulta sa mas parehas nga pagbalhin sa kainit ug pagkunhod sa lokal nga mga punto sa stress. Uban sa hustong istruktura sa lugas, ang mga parte makasugakod sa warp bisan sa gatusan ka thermal cycles. Ang mga baga nga istruktura o dili maayo nga pagkatag sa istruktura sa lugas moresulta sa mga huyang nga bahin sulod sa parte, nga motugot sa microcracking ug sa katapusan mogawas ang mga partikulo ngadto sa chamber. Laing importanteng isyu nga angay ikonsiderar mao ang resistensya sa thermal shock. Adunay mga punto diin ang parte moagi sa dakong pagbag-o sa temperatura sama sa pagkarga ngadto sa reactor o sa pagtangtang niini. Kung adunay huyang nga mga utlanan tali sa mga lugas, ang mga micro-crack mahimong maporma ubay sa mga linya sa lugas. Samtang kini kasagaran dili moresulta sa pagkapakyas sa parte, kini motugot niini nga mga kahuyang nga maporma sa materyal, nga mosangpot sa mga isyu sa kasaligan sa umaabot. Kadaghanan sa mga fab nagsubay sa tibuok kinabuhi sa parte pinaagi sa mga oras nga gigamit, ug sa gidaghanon sa mga thermal cycle ug total heat treatment. Ang mga parte nga adunay maayong pagka-engineer nga istruktura sa lugas adunay mas taas nga kinabuhi, mas makanunayon nga mga resulta sa paglabay sa panahon.

Pagpakunhod sa Kontaminasyon sa Metal sa mga Komponente sa Graphite nga Taas ang Kaputli

Usa sa mga "dili makita" apan kritikal nga problema sa bisan unsang bahin sa graphite, lakip na sa proseso sa SiC epitaxy, mao ang kontaminasyon sa metal. Bisan ang gagmay nga mga timailhan sa metal sa usa ka bahin sa graphite mahimong mosulod sa proseso ug mahimong tinubdan sa lisud masubay nga mga depekto sa usa ka SiC epitaxy reactor sama sa AIXTRON G10. Ang ingon nga mga metal kasagaran naggikan sa hilaw nga materyales o sa lainlaing mga lakang sa pagproseso nga nalambigit sa paghimo sa sangkap sa graphite. Ang mga elemento sama sa Iron, Nickel, Calcium ug Sodium komon ug nagpabilin nga natanggong sa kadaghanan sa graphite sa temperatura sa kwarto, bisan pa, sa taas nga temperatura sa proseso nga gigamit sa SiC epitaxy, kini nga mga elemento mahimong molihok. Kini nga mga timailhan sa metal sa kadugayan mahimong ma-outgas o mobalhin sa ibabaw sa panahon sa balik-balik nga mga siklo sa pagpainit/pagpabugnaw sa init nga sona, nga mao ang susceptor o ang wafer carrier mismo. Ang usa ka tipikal nga kaso mao kini: ang usa ka fab magsugod sa usa ka batch sa produksiyon gamit ang bag-ong mga bahin sa graphite. Ang unang pipila ka mga wafer maayo ra ug wala magpakita og mga depekto, apan pagkahuman sa usa ka piho nga panahon, ang gagmay nga mga depekto magsugod sa pagpakita. Kasagaran kini gagmay nga mga lungag, random stack faults, o dili mapasabut nga mga panghitabo sa partikulo. Sayon ra ang sayop nga pagduda sa sayop nga pag-agos sa gas o kontaminasyon atol sa paglimpyo sa chamber. Apan ang detalyadong pag-analisar kasagaran mosangpot sa hinay nga pagpagawas sa mga trace metal gikan sa mga sangkap sa graphite. Ang pagkontrol sa kaputli sa graphite usa sa mga yawe. Alang sa mga kritikal nga sangkap, ang taas nga temperatura nga purified graphite nga adunay ubos nga abo nga sulud kanunay nga gipalabi. Kini nga lakang sa pagputli nagtangtang sa kadaghanan sa mga metal nga nahabilin. Ang ingon nga graphite makatago sa mga elemento sa mas taas nga panahon bisan sa balik-balik nga mga siklo sa pagpainit/pagpabugnaw. Ang umaabot nga inspeksyon sa mga bahin sa graphite hinungdanon usab kaayo sa pipila ka mga fab. Ang pagsulay sa mga batch sa graphite gamit ang mga teknik sama sa ICP-OES o XRF makapugong sa paggamit sa kontaminado nga mga bahin. Mahimo usab niini nga mapugngan ang pagsagol sa mga bahin gikan sa lainlaing mga gigikanan sulod sa parehas nga pag-agos sa proseso. Ang mga coating sama sa SiC o TaC makatabang usab sa pagsulbad sa problema pinaagi sa pag-alagad ingon usa ka babag tali sa bahin sa graphite ug sa palibot sa proseso. Basta ang coating maayo nga nadeposito ug nakadikit sa ilawom nga substrate sa graphite, kini makapakunhod sa interaksyon sa bahin sa graphite sa palibot sa proseso. Katapusan apan dili labing gamay mao ang pagdumala ug pagtipig sa mga bahin sa graphite. Ang mga bahin sa graphite mahimong kontaminado samtang gigamit ang hugaw nga gwantes, instrumento o pinaagi sa pagtipig sa usa ka hugaw nga estante. Kining kontaminasyon sa nawong makasulod sa hurno atol sa siklo sa pagpainit. Aron makunhuran ang kontaminasyon sa metal sa mga parte sa graphite, kini usa ka sumada sa daghang gagmay nga mga paningkamot. Gikinahanglan ang usa ka taas nga kaputli nga materyal nga giubanan sa maayong pamaagi sa pagdumala ug hugot nga pagkontrol sa proseso.

Ngano nga ang Veeco EPIK Systems Nanginahanglan og Ultra-Low Porosity Graphite Materials?

Ang mga parte sa graphite sulod sa plataporma sa Veeco EPIK Systems moagi sa usa sa pinakalisod nga mga kondisyon sa proseso sa paggama og semiconductor. Ang mga kondisyon sa taas nga temperatura, agresibo nga kemistriya sa gas, ug taas nga mga siklo sa proseso ang nasinati niining mga sangkap. Busa, ang ultra low porosity nga graphite importante aron mapadayon ang integridad ug kalimpyo sa SiC epitaxy. Ang porosity nagtumong sa gagmay, internal nga mga pores nga anaa sulod sa lawas sa graphite mismo. Bisan pa sa hingpit nga hamis nga nawong, ang internal nga mga pores mahimong maglungtad nga makakupot sa mga gas sa proseso, mga residue, ug kemistriya sa pagpanglimpyo. Ang taas nga porosity nagpasabot og dugang internal nga volume para sa pagkupot, diin human sa taas nga temperatura, ang materyal mahimong hinayhinay nga ma-degassed. Kini nga degassing dili kanunay linear ug mahimong mosangpot sa pagbuto, nga makapahimo sa proseso nga lisod kontrolon. Sa SiC epitaxy, kini labi ka makadaot. Kung ang mga gas gipagawas gikan sa lawas sa graphite, mahimo kini nga ilakip sa pag-agos sa gas sulod sa epitaxy chamber, nga makatampo sa dili gusto nga mga partikulo. Ang mga partikulo makakita sa ilang agianan ngadto sa nawong sa wafer, nga makaapekto sa pagtubo sa kristal ug mahimong mosangpot sa wala damha nga mga depekto sama sa random nga mga lungag, surface roughing o lokal nga mga kalainan sa gibag-on sa wafer. Usa ka tipikal nga senaryo nga masugatan mao ang mga production ramp diin ang usa ka limpyo nga fab makadawat og bag-ong mga piyesa sa graphite para sa usa ka sistema sa EPIK. Ang mga inisyal nga resulta mahimong madawat, apan samtang ang mga thermal cycle mobalik, ang mga rate sa depekto mahimong mosaka ug ang inspeksyon sa process train lakip ang mga linya sa gas, mga balbula ug mga yugto sa proseso sa pagpanglimpyo mahimong dili magpadayag og klaro. Kasagaran gipadayag nga ang hinungdan mao ang low-porosity graphite sulod sa high temperature zone. Ang pagpili sa ultra low porosity graphite epektibong nagpamenos niini nga risgo pinaagi sa paglimita sa internal nga mga volume diin ang mga natanggong nga mga espisye mahimong matago, nga nagpamenos sa posibilidad sa kalit nga pagpagawas sa gas kung gipainit. Nalambigit usab kini sa mas maayo nga mekanikal nga integridad. Ang mas dasok nga istruktura sa ultra low porosity graphite kasagaran nagtanyag og dugang nga resistensya sa pagliki samtang ang graphite moagi sa balik-balik nga thermal cycling. Dugang pa, ang mga low porosity nga nawong nagpasiugda sa gipauswag nga integridad sa coating. Kung ang SiC o uban pang refractory nga mga materyales giputos niining mga nawong sa graphite, kini motapot pag-ayo sa usa ka dili kaayo porous nga nawong. Kini lagmit tungod sa dugang nga pagkasuod sa pagbugkos tali sa giputos nga materyal ug sa graphite, nga sa baylo nagpalambo sa kalig-on ug taas nga kinabuhi sa mga coatings ug sa ilang potensyal nga mapanitan o mabuak. Sa katapusan, ang pagpili sa ultra low porosity graphite sa adlaw-adlaw nga senaryo sa paggama, samtang usa ka kabtangan sa materyal, naghatag direkta nga benepisyo sa pagkab-ot sa lig-on, limpyo, matag-an nga mga resulta sa wafer sulod sa high-end nga mga proseso sa SiC epitaxy.