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Suceptor de barril de grafite com revestimento de SiC
Detalhe rápido:
1. Outros nomes: Cilindro de grafite para forno epitaxial, bandeja de wafer revestida com SiC, suporte de wafer tipo cilindro, suporte de grafite
2. Aplicação: Para o processo de crescimento epitaxial de wafers
3. Parâmetros principais: A homogeneidade do campo de fluxo de gás e do campo térmico na câmara de reação pode ser otimizada utilizando uma matriz de grafite de alta pureza sob pressão isostática, combinada com a tecnologia de revestimento de SiC por deposição química de vapor (CVD), com resistência à temperatura de 1600 °C, condutividade térmica de 300 W/m·K e pureza ≥ 99.9995%, e a densidade de defeitos da camada epitaxial pode ser
significativamente reduzido.
Descrição
O Suceptor de Epitaxia em Wafer de Grafite com Revestimento de SiC é o consumível principal para equipamentos de crescimento epitaxial de Si, e seu design combina a alta condutividade térmica da grafite com a extrema resistência à corrosão dos revestimentos de SiC. O substrato é uma grafite Sigley de alta pureza (pureza ≥99.9995%) formada por processo de prensagem isostática. Um revestimento denso de β-SiC de 50 μm foi depositado na superfície por processo CVD. Ele bloqueia efetivamente a liberação de impurezas da matriz de grafite em altas temperaturas (1200-1800 °C) e gases agressivos (como SiH₄).4C3H8e 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 vs 4.8×10-6/K), evitando rachaduras no revestimento ou desprendimento de partículas causados pelo estresse de alta temperatura e garantindo a operação estável do equipamento a longo prazo. O componente foi aplicado na linha de produção de epitaxia de wafers dos principais fabricantes de semicondutores da China, o custo de epitaxia em forno único foi reduzido em 40% e o rendimento do dispositivo aumentou para 98%.
Susceptor tipo barril comparado ao susceptor panqueca
| Personagem | Susceptor tipo cano | Susceptor de panqueca |
| Uniformidade da temperatura | Uniformidade ligeiramente inferior devido ao fluxo de ar vertical e à simetria da radiação (requer compensação de temperatura complexa). | A simetria do campo térmico é alta e a uniformidade da temperatura no plano é melhor. |
| Eficiência do fluxo de gás | O fluxo de ar espirala ao longo da parede do cilindro, e os wafers da borda são facilmente gravados/depositados. | O fluxo é perpendicular à superfície do wafer, e o fluxo e a direção são facilmente controlados. |
| Capacidade e custo | Alto rendimento, adequado para produção em massa (grande número de wafers por unidade de tempo). | Baixa capacidade de produção, adequada para P&D/produção em pequenos lotes. |
| Complexidade de manutenção | A estrutura é complexa, e a limpeza e substituição levam muito tempo. | Design aberto, fácil manutenção. |
Especificações
| Propriedades físicas básicas do revestimento de SiC CVD | |
| Propriedade | Valor típico |
| Estrutura de cristal | Fase β policristalina FCC, principalmente orientada (111) |
| Densidade | 3.21 g / cm³ |
| Dureza: | Dureza 2500 Vickers (carga de 500g) |
| Tamanho de grão | 2 ~ 10μm |
| Pureza Química | 99.99995% |
| Capacidade de calor | 640 J·kg-1·K-1 |
| Temperatura de sublimação | 2700 ℃ |
| Força Flexural | 415 MPa RT 4 pontos |
| Módulo de Young | 430 Gpa 4pt curva, 1300℃ |
| Condutividade térmica | 300W·m-1·K-1 |
| Expansão Térmica (CTE) | 4.5 × 10-6K-1 |
Aplicações
Utilizado no processo de epitaxia/CVD de silício.
Mais utilizado em dispositivos tradicionais de LPE ou CVD (como os primeiros sistemas da Aixtron).
Vantagem competitiva
Resistência a ambientes de corrosão extrema: o revestimento de β-SiC é resistente à erosão por plasma e à oxidação, e sua vida útil é 5 vezes maior do que a do grafite sem revestimento.
Controle preciso do campo térmico: a estrutura cilíndrica reduz a turbulência, a condutividade térmica é compatível com o substrato e evita falhas por tensão térmica.
Risco zero de contaminação: substrato e revestimento de altíssima pureza, teor de impurezas metálicas (Fe, Al) < 0.1 ppm.
Serviço completo: processamento de matrizes de suporte, deposição de revestimentos, teste de desempenho, entrega em um só lugar.
