В 8-дюймовом основании с покрытием ASM SiC используется технология покрытия из карбида кремния высокой чистоты (SiC), обеспечивающая превосходную термическую стабильность и устойчивость к коррозии. Он подходит для процессов эпитаксиального выращивания полупроводников, обеспечивая равномерный нагрев пластин и продлевая срок службы оборудования.
Переосмысление сути технологий
В оборудовании для производства пластин сусцептор (поддон) похож на опорную раму прецизионной печи. Традиционные графитовые материалы будут испытывать выпадение частиц и термическую деформацию при высокой температуре 1700 ℃. Однако 8-дюймовое решение для покрытия SiC, принятое ASM, создает кристаллический слой β-SiC толщиной 20–50 мкм на поверхности графитовой подложки путем осаждения из паровой фазы, стабилизируя коэффициент теплового расширения на уровне 4,0×10⁻⁶/℃ (RT-1000℃). Он снижает риск деформации на 60% по сравнению с чистым графитом.
Три прорывных момента в технологии нанесения покрытий
1. Технология градиентного перехода: благодаря контролю разделения давления тройных предшественников Si-CH достигается переход на атомном уровне от графитовой подложки к покрытию SiC, избегая «эффекта яичной скорлупы» традиционных процессов.
2. Инновации в управлении ориентацией кристаллов: благодаря использованию стратегии селективного роста кристаллической плоскости (111) шероховатость поверхности покрытия Ra составляет менее 0,3 мкм, что на 40% выше, чем отраслевой стандарт с точки зрения плоскостности.
3. Механизм самовосстановления дефектов: путем введения импульсной среды избытка кремния на более поздней стадии осаждения микропоры покрытия могут автоматически заполняться, а пористость можно контролировать на уровне <0,8 об.%.
Матрица практической ценности применения
1. Однородность теплового поля: результаты измерений показывают, что при рабочих условиях 1500 ℃ разница температур в пределах 8-дюймовой пластины составляет ≤±1,5.℃
2. Срок службы увеличен вдвое: данные одного литейного завода показывают, что по сравнению с традиционными поддонами версия с покрытием продлила цикл профилактического обслуживания с 1500 партий до 4000 партий.
3. Контроль загрязнения: ионный масс-спектрометрический анализ показывает, что покрытие SiC снижает адсорбционную способность металлических примесей (таких как Fe, Ni и т. д.) на два порядка.
Решения болевых точек отрасли
В ответ на особые требования к эпитаксиальному выращиванию полупроводника третьего поколения GaN-on-SiC мы разработали технологию нанесения узорчатого покрытия на обратной стороне, которая удерживает обнаженный графит в определенных областях лотка и обеспечивает компенсацию краевой температуры пластины за счет дифференцированной теплопроводности, успешно улучшая неоднородность толщины эпитаксиального слоя с ±7% до ±3%.
Будущее направление технологической эволюции
С задержкой перехода на 450-мм пластины 8-дюймовое оборудование будет существовать еще долго. Технология нанесения покрытий следующего поколения будет сосредоточена на:
1. Интеллектуальное термочувствительное покрытие: встроено в сенсорную сеть из нанопроволоки SiC.
2. Самоочищающаяся поверхность: микро-наноструктура с бионическим эффектом листьев лотоса.
3. Переработка поддонов: технология восстановления холодным распылением.
