Recubrimiento de SiC a base de grafito frente a SiC sólido: cómo elegir materiales para los componentes del proceso de semiconductores

Recubrimiento de SiC a base de grafito frente a SiC sólido: cómo elegir materiales para los componentes del proceso de semiconductores

En los equipos semiconductores (MOCVD, LPCVD, hornos de epitaxia, cámaras de limpieza/grabado en seco, etc.), los componentes clave, como obleas, bandejas, susceptores de calentamiento y revestimientos de cámaras, funcionan durante períodos prolongados en atmósferas altamente corrosivas y de alta temperatura (p. ej., plasmas a base de HCl, Cl₂, F). La selección de materiales determina directamente el rendimiento del equipo, el costo de mantenimiento y la vida útil. Dos rutas tecnológicas convencionales dominan actualmente la industria:

 Material recubierto de SiC a base de grafito (Grafito recubierto de SiC CVD)

 Material de SiC sólido/a granel (SiC sólido/a granel, normalmente también producido mediante el método CVD)

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La verdadera razón por la que los reactores de epitaxia utilizan calentadores recubiertos de SiC en lugar de grafito desnudo

Si alguna vez ha operado un reactor epitaxial CVD, ya sea para cultivar capas epitaxiales de silicio para MOSFET de potencia, para producir obleas epitaxiales de 4H-SiC para inversores de vehículos de nueva energía o para fabricar estructuras epitaxiales de GaN-sobre-SiC para dispositivos de RF, casi nunca verá un calentador o susceptor hecho de grafito desnudo dentro de la cámara de proceso. En su lugar, encontrará componentes de grafito recubiertos con una capa de carburo de silicio (SiC) por deposición química de vapor (CVD), cuyo espesor de recubrimiento suele oscilar entre 50 y 150 micrómetros.

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¿Por qué las obleas SOS eliminan la pérdida de sustrato de RF que el silicio no puede evitar?

Todos los diseñadores de front-end de RF eventualmente se topan con la misma pared: no importa cuán avanzado sea el proceso de capa del dispositivo, el sustrato debajo de los transistores da forma silenciosamente a la pérdida de inserción, el aislamiento y la linealidad. El silicio convencional (incluso el de alta resistividad) nunca fue construido para ser eléctricamente transparente en frecuencias de gigahercios. La tecnología de oblea de silicio sobre zafiro (SOS) resuelve este problema a nivel material en lugar de intentar diseñar en torno a él, que es exactamente la razón por la que ha mantenido una posición duradera en los interruptores de RF y los módulos frontales durante más de dos décadas.

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Anillos guía de TaC: el componente anónimo dentro de los hornos de crecimiento de SiC

El crecimiento y la epitaxia de monocristales de carburo de silicio (SiC) normalmente se realizan a temperaturas de horno superiores a 1500 °C, con gases reactivos como hidrógeno, cloruro de hidrógeno y silano fluyendo a través de la cámara. El grafito es el material estructural estándar dentro de estos hornos: conduce bien el calor, se mecaniza fácilmente y cuesta relativamente poco. Pero tiene una clara debilidad: bajo una exposición prolongada a altas temperaturas y atmósferas corrosivas, el grafito se erosiona gradualmente y las partículas de carbono resultantes contaminan el cristal o la capa epitaxial que crece cerca.

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Comparación de RBSiC, SSiC, RSiC y CVD SiC para aplicaciones de semiconductores

Comparación de RBSiC, SSiC, RSiC y CVD SiC para aplicaciones de semiconductores

Cuando la gente escucha carburo de silicio (SiC), a menudo piensa que es solo un material. De hecho, eso ’ No es cierto.

Hay varios tipos de SiC y cada uno se fabrica de forma diferente. Por eso, tienen diferentes puntos fuertes, diferentes precios y diferentes aplicaciones. Por ejemplo: Algunos materiales de SiC son mejores para fabricar piezas estructurales grandes. ; s Algunos son excelentes para resistir altas temperaturas. , oh Otros están diseñados para equipos semiconductores donde incluso las partículas más pequeñas o las impurezas pueden afectar la calidad de las obleas.

Por lo tanto, elegir el grado de SiC adecuado es tan importante como elegir el material adecuado.

 

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¿Cuáles son las diferencias en el crecimiento de AlN en obleas de silicio utilizando diferentes procesos de deposición?

En la fabricación de semiconductores, el nitruro de aluminio (AlN) es un material funcional crucial. Debido a su alta conductividad térmica, excelentes propiedades de aislamiento, amplia banda prohibida (aproximadamente 6,2 eV), alto campo eléctrico de ruptura y estabilidad térmica superior, AlN encuentra amplias aplicaciones en LED de GaN, dispositivos de energía, filtros de RF (SAW/BAW), MEMS y detectores ultravioleta.

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Placas protectoras de CFC: cómo protegen los campos térmicos de alta temperatura en hornos de semiconductores

La placa protectora de compuesto de fibra de carbono (CFC) está diseñada para actuar como una barrera protectora de sacrificio dentro del campo térmico. En lugar de generar calor o soportar cargas estructurales importantes, protege los componentes críticos de partículas, erosión del flujo de aire, contacto mecánico accidental y radiación térmica excesiva, lo que ayuda a mantener un entorno operativo estable durante ciclos repetidos de alta temperatura.

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Elemento calefactor de CFC: por qué es la verdadera fuente de calor central de los campos térmicos de alta temperatura

Elemento calefactor de CFC: por qué es la verdadera fuente de calor central de los campos térmicos de alta temperatura

El elemento calefactor de CFC, como su nombre indica, genera calor a través de corriente eléctrica y sirve directamente como "fuente de calor central" dentro del campo térmico.

La diferencia clave entre un elemento calefactor de CFC y un componente de CFC convencional radica en el hecho de que no sólo debe cumplir con los requisitos estructurales sino también con la funcionalidad de calentamiento eléctrico.

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