Pam mae Graffit Purdeb Uchel yn Hanfodol ar gyfer Rheoli Diffygion Epitacsi SiC

Mae ansawdd y wafer silicon carbid (SiC) a gynhyrchir yn cael ei ddylanwadu gan newidiadau cynnil hyd yn oed yn yr amgylchedd tyfu. Maes nad yw llawer yn ei ystyried yw'r graffit sy'n leinio'r adweithydd. Mae'n sefyll prawf y gwres dwys a geir y tu mewn i'r adweithydd tra ei fod yn cynnal a gosod y wafer yn ystod epitacsi. Os yw'r graffit yn amhur neu wedi'i strwythuro'n afreolaidd, gall darnau bach o ddeunydd neu adwaith diangen gael eu dyddodi drwy gydol y broses dyfu. Gall problemau bach ar wyneb y graffit ffrwydro i fod yn ddiffygion wafer mawr, gan arwain at fwy o waith a chynnyrch is i weithgynhyrchwyr sglodion. Felly mae cyflwr a glendid y Susceptor graffit yn fater pwysicach nag y byddai'r rhan fwyaf yn ei dybio.

Sut mae Purdeb Graffit yn Dylanwadu ar Broblemau Gronynnau mewn Siambr Epitacsi?

Mae gronynnau yn ddiffyg treiddiol mewn wafers mewn siambrau epitacsi SiC, ac yn aml maent yn cynnwys graffit yn y broses. Mae'r rhannau graffit yn byw yn y parth poeth o'r adweithydd SiC, gan gario'r wafer a dylanwadu ar y cyfuchliniau thermol. Gyda'r defnydd o graffit llai pur, gall amhureddau hybrin, fel halogion metelaidd, lludw, neu weddillion proses, allyrru nwy o'r graffit yn araf dros amser yn ystod twf tymheredd uchel. Yn aml, nid yw'r amhureddau a allyrru nwy yn gallu cael eu canfod yn y siambr, ond maent yn y pen draw yn glanio ar wyneb y wafer, neu'n dod yn rhan o'r cyfnod nwy. Er enghraifft, mewn un cymhwysiad dewisodd ffatri graffit gradd is er mwyn arbed costau. Er nad oedd unrhyw broblemau'n amlwg yn ystod rhediadau byr i ddechrau, ar ôl sawl cylch o Epitacsi sic , gwelwyd tyllau pin ar hap a smotiau garw ar wyneb y wafer. Olrheiniwyd ffynhonnell y diffygion hyn i ficroronynnau a allyrrir o ddaliwr neu atalydd graffit. Byddai'r gronynnau'n mynd i mewn i'r siambr dyfu ac yn gweithredu fel hadau mewn modd annymunol. Byddai dwysedd anwastad y rhan graffit hefyd yn cyfrannu at ficro-gracio ar wyneb y rhan wrth ei gynhesu, gan arwain at gollwng gronynnau mân i'r siambr dros amser, er y gall y rhan ymddangos yn lân. Felly, mae monitro ffynhonnell graffit a'i hanes yn dasg arferol mewn ffabrigau i osgoi diffygion sy'n gysylltiedig â gronynnau. Mae graffit purdeb uchel gyda swm rheoledig o ludw yn ddymunol yn gyffredinol, yn enwedig ar gyfer cynyrchiadau tymor hir. Mae cyfrif o gylchoedd thermol rhannau hefyd yn cael ei fonitro gan y bydd deunyddiau'n gollwng gronynnau hyd yn oed ar ôl prosesau cychwynnol da. Hefyd, mae'r dull cynnal a chadw ar gyfer rhannau graffit yn dylanwadu ar ddiffygion. Er enghraifft, byddai gweithdrefnau glanhau ymosodol yn niweidio wyneb graffit ac yn arwain at ficro-graciau. Y dull a ffefrir yw proses lanhau ysgafn, reoledig gyda rhyngweithio corfforol lleiaf â'r rhannau graffit. Am resymau economaidd, gallai amnewid y rhannau yn gynt na'r disgwyl fod yn well na delio â cholli cynnyrch mewn camau diweddarach. Yn gryno, mae rheoli cynhyrchu gronynnau mewn proses epitacsi SiC nodweddiadol yn troi o amgylch manylion bach ar ansawdd deunydd ac arferion trin. Mae mater ansawdd graffit wrth wraidd y mater.

Gofynion Deunydd ar gyfer Rhannau Epitacsial SiC Pen Uchel a Susceptors

Ar gyfer epitacsi SiC, mae'r rhannau yn yr adweithydd yn fwy na dim ond 'dal' y wafer. Mae susceptoriaid, cludwyr graffit a chydrannau parth poeth yn yr adweithydd yn dylanwadu'n uniongyrchol ar dwf crisial. Dyma pam mae'r deunyddiau'n heriol iawn a bydd nam bach yn y pen draw yn amlygu fel diffyg ar y wafer. Mae sefydlogrwydd thermol uchel yn ofyniad sylfaenol. Mae'r rhannau'n cael eu cynhesu i dymheredd uchel iawn am amser hir (weithiau cylchoedd gwresogi/oeri ailadroddus). Bydd deunydd na all gynnal sefydlogrwydd ar y tymereddau hyn yn ystumio a gall gracio yn y pen draw. Gall newidiadau bach mewn geometreg newid llif nwy a dosbarthiad gwres yn sylweddol gan arwain at dwf crisial anwastad ar wyneb y wafer. Mae purdeb yn ffactor hollbwysig arall. Mae prosesau SiC pen uchel yn gofyn am gynnwys metel isel iawn a lefel lludw isel iawn mewn cydrannau sy'n seiliedig ar graffit. Yn ystod y llawdriniaeth, bydd y metelau hybrin yn gollwng yn araf allan o'r rhannau, gall yr halogion dryledu i'r siambr ac arwain at halogiad gronynnau neu ddiffygion crisial lleol. Mewn rhai ffabrigau, mae nam pentyrru ar hap wedi'i olrhain i un swp o susceptor halogedig. Mae strwythur arwyneb yn ofyniad pwysig. Bydd arwyneb llyfn a gwastad yn helpu i leihau gollwng gronynnau yn ystod y cylch gwresogi/oeri. Bydd arwyneb anghyfartal, neu fandyllau o fewn strwythur yr arwyneb, yn chwalu'n barhaus yn ystod y llawdriniaeth ac felly'n cynhyrchu ffynhonnell gyson o ronynnau i'r siambr. Mae ansawdd y cotio hefyd yn ofyniad hanfodol arall. Mae llawer o susceptoriaid pen uchel yn defnyddio cotio SiC fel haen amddiffynnol. Rhaid i'r cotio lynu'n dda wrth y deunydd sylfaen a rhaid iddo wrthsefyll llawdriniaeth hirfaith. Bydd bondio a dadlamineiddio gwael yn amlygu'r graffit sylfaen yn uniongyrchol i'r amgylchedd adwaith llym. Rydym yn aml yn gweld hyn mewn cymwysiadau go iawn: er enghraifft, bydd ffatri wafferi sy'n rhedeg am swp cynhyrchu hir yn sylwi bod y gyfradd ddiffygion yn codi'n gyson ar ôl cannoedd o gylchoedd. Bydd archwilio'r susceptor yn datgelu traul bach ar y cotio ac erydiad ymyl. Bydd newid neu ailosod y gydran yn dychwelyd y gyfradd ddiffygion i lefel dderbyniol. Nid yw dewis y deunyddiau cywir yn ymwneud â pherfformiad cychwynnol y cydrannau yn unig, ond sefydlogrwydd y deunydd mewn cylchoedd dro ar ôl tro.

Effeithiau Strwythur Grawn ar Sefydlogrwydd Thermol mewn Systemau AIXTRON G10

Strwythur grawn cydrannau graffit y tu mewn i SiC tymheredd uchel Twf epitacsi system, fel AIXTRON G10, yn effeithio'n fawr ar sefydlogrwydd thermol. Mae hyn yn ymwneud â newidiadau dimensiynol, cadw siâp, ac ymateb i gylchred thermol. Nid yw graffit yn solid monolithig. Mae'n cynnwys nifer o grisialau neu ronynnau. Gall fod gan y crisialau unigol gyfeiriadau gwahanol. Pan fo rheolaeth wael ar faint y grawn o fewn y gydran graffit, mae dosbarthiad gwres anwastad yn codi. Mae ardaloedd o'r gydran yn cynhesu ac yn oeri ar wahanol gyfraddau. Mae hyn yn creu straen mewnol ar lefel micro. Yn araf dros amser, mae'r straen mewnol hwn yn achosi ystof neu ystumio mewn rhannau fel y derbynnydd neu'r cludwr wafer. Mae'r broses hon yn hawdd ei hadnabod yn ystod cynhyrchu. Mae fel arfer yn ymddangos pan fydd llinell y wafer yn gweithredu ar dymheredd uchel. Mae ansawdd y wafer yn dechrau symud ar ôl cannoedd o gylchoedd thermol. Mae amrywiadau mewn trwch yn cynyddu, ac mae diffygion ymyl yn dechrau dod i'r amlwg yn fwy rheolaidd. Unwaith y bydd y rhannau hyn yn cael eu harchwilio, fel arfer mae ganddynt arwyddion o ystof neu flinder deunydd. Bydd gan strwythurau grawn mân gyda dosbarthiad crisialau rheoledig sefydlogrwydd thermol llawer gwell na grawn bras neu strwythurau ar hap. Bydd hyn yn arwain at drosglwyddo gwres mwy cyfartal a llai o bwyntiau straen lleol. Gyda strwythur graen priodol, bydd y rhannau'n gwrthsefyll ystofio hyd yn oed dros gannoedd o gylchoedd thermol. Mae strwythurau bras neu strwythurau graen sydd wedi'u dosbarthu'n wael yn arwain at fannau gwan o fewn y rhan, gan ganiatáu i ficro-gracio a rhyddhau gronynnau i'r siambr yn y pen draw. Mater allweddol arall i'w ystyried yw ymwrthedd i sioc thermol. Mae yna bwyntiau lle mae'r rhan yn mynd trwy newid tymheredd sylweddol fel llwytho i'r adweithydd neu wrth ei dynnu. Os oes ffiniau gwan rhwng graenau yna gall micro-graciau ffurfio ar hyd y llinellau graen. Er nad yw hyn fel arfer yn arwain at fethiant rhan, mae'n caniatáu i'r gwendidau hyn ffurfio yn y deunydd, gan arwain at broblemau dibynadwyedd yn y dyfodol. Mae'r rhan fwyaf o ffatrïoedd yn olrhain oes rhan yn ôl yr oriau a ddefnyddir, a nifer y cylchoedd thermol a'r driniaeth wres gyfan. Mae gan y rhannau â strwythur graen wedi'i beiriannu'n dda oes hirach, canlyniadau mwy cyson dros amser.

Lleihau Halogiad Metelaidd mewn Cydrannau Graffit Purdeb Uchel

Un o'r problemau "anweledig" ond hollbwysig mewn unrhyw ran graffit, gan gynnwys yn y broses epitacsi SiC, yw'r halogiad metelaidd. Gall hyd yn oed olion bach o fetelau mewn rhan graffit drwytholchi i'r broses a dod yn ffynhonnell diffygion anodd eu holrhain mewn adweithydd epitacsi SiC fel yr AIXTRON G10. Mae metelau o'r fath fel arfer yn deillio o'r deunyddiau crai neu'r gwahanol gamau prosesu sy'n gysylltiedig â gweithgynhyrchu'r gydran graffit. Mae elfennau fel Haearn, Nicel, Calsiwm a Sodiwm yn gyffredin ac yn aros yn gaeth yn y rhan fwyaf o'r graffit ar dymheredd ystafell, fodd bynnag, ar y tymheredd proses uchel a ddefnyddir yn epitacsi SiC, gall yr elfennau hyn ddod yn symudol. Gall y metelau hybrin hyn gael eu hallgasu yn y pen draw neu fudo i'r wyneb yn ystod cylchoedd gwresogi/oeri dro ar ôl tro yn y parth poeth, sef y susceptor neu'r cludwr wafer ei hun. Byddai achos nodweddiadol fel hyn: mae ffatri yn dechrau swp cynhyrchu gan ddefnyddio rhannau graffit newydd. Mae'r ychydig wafers cyntaf yn iawn ac nid ydynt yn arddangos unrhyw ddiffygion, ond ar ôl cyfnod penodol, mae diffygion bach yn dechrau ymddangos. Fel arfer maent yn byllau bach, namau pentwr ar hap, neu ddigwyddiadau gronynnau na ellir eu hesbonio. Mae'n hawdd amau'n anghywir fod llif nwy anghywir neu fod halogiad wedi digwydd yn ystod glanhau'r siambr. Ond mae dadansoddiad manwl yn aml yn arwain at ryddhau metelau hybrin yn araf o gydrannau graffit. Mae rheoli purdeb graffit yn un o'r allweddi. Ar gyfer cydrannau hanfodol, mae graffit wedi'i buro ar dymheredd uchel gyda chynnwys lludw isel bob amser yn cael ei ffafrio. Mae'r cam puro hwn yn tynnu'r rhan fwyaf o'r gweddillion metelaidd. Gall graffit o'r fath gadw'r elfennau wedi'u dal am amser hirach hyd yn oed o dan gylchoedd gwresogi/oeri dro ar ôl tro. Mae'r archwiliad sy'n dod i mewn o rannau graffit hefyd yn bwysig iawn mewn rhai ffatrïoedd. Gall profi'r sypiau graffit gyda thechnegau fel ICP-OES neu XRF atal defnyddio rhannau halogedig. Gall hefyd atal cymysgu rhannau o wahanol ffynonellau o fewn yr un llif proses. Mae haenau fel SiC neu TaC hefyd yn helpu i ddatrys y broblem trwy weithredu fel rhwystr rhwng y rhan graffit a'r amgylchedd proses. Cyn belled â bod y haen wedi'i dyddodi'n dda a'i bondio i'r swbstrad graffit sylfaenol, bydd yn lleihau rhyngweithio'r rhan graffit â'r amgylchedd proses. Yn olaf ond nid lleiaf yw trin a storio'r rhannau graffit. Gall rhannau graffit gael eu halogi wrth eu trin â menig budr, offerynnau neu drwy gael eu storio ar silff aflan. Gall yr halogiad arwyneb hwn fynd i mewn i'r ffwrnais yn ystod y cylch gwresogi. Er mwyn lleihau halogiad metelaidd rhannau graffit, mae'n swm o lawer o ymdrechion bach. Mae angen deunydd purdeb uchel ynghyd ag arferion trin da a rheolaeth broses dynn.

Pam mae Systemau Veeco EPIK yn Galw am Ddeunyddiau Graffit Mandylledd Ultra-Isel?

Mae rhannau graffit o fewn platfform Systemau Veeco EPIK yn mynd trwy un o'r amodau proses mwyaf llym mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion. Mae'r cydrannau hyn yn profi amodau tymheredd uchel, cemeg nwy ymosodol a chylchoedd proses hir. Felly mae graffit mandylledd isel iawn yn hanfodol i gynnal cyfanrwydd a glendid epitacsi SiC. Mae mandylledd yn cyfeirio at y mandyllau bach, mewnol sy'n bodoli o fewn corff y graffit ei hun. Er gwaethaf arwyneb llyfn berffaith, gall mandyllau mewnol fodoli sy'n dal nwyon proses, gweddillion a chemeg glanhau. Mae mandylledd uchel yn golygu mwy o gyfaint mewnol ar gyfer trapio, lle ar ôl dod i gysylltiad â thymheredd uchel, gellir dadnwyo deunydd yn araf. Nid yw'r dadnwyo hwn bob amser yn llinol a gall arwain at ffrwydradau, gan wneud y broses yn anodd ei rheoli. Mewn epitacsi SiC, mae hyn yn arbennig o niweidiol. Pan fydd nwyon yn cael eu rhyddhau o gorff y graffit gellir eu hymgorffori yn y llif nwy o fewn y siambr epitacsi, gan gyfrannu at ronynnau diangen. Bydd gronynnau'n dod o hyd i'w ffordd ar wyneb y wafer, gan effeithio ar dwf crisial a gallant arwain at ddiffygion annisgwyl fel pyllau ar hap, garwhau arwyneb neu amrywiadau lleol yn nhrwch y wafer. Sefyllfa nodweddiadol a geir yw mewn rampiau cynhyrchu lle mae ffatri lân yn derbyn rhannau graffit newydd ar gyfer system EPIK. Gall canlyniadau cychwynnol fod yn dderbyniol, fodd bynnag, wrth i'r cylchoedd thermol ailadrodd, gall y cyfraddau diffygion gynyddu ac efallai na fydd archwiliad o'r trên prosesau gan gynnwys llinellau nwy, falfiau a chamau'r broses lanhau yn datgelu dim byd amlwg. Yn aml, datgelir mai'r graffit mandylledd isel o fewn y parth tymheredd uchel yw'r troseddwr. Mae dewis graffit mandylledd isel iawn yn lleihau'r risg hon yn effeithiol trwy gyfyngu ar y cyfrolau mewnol lle gellir cuddio rhywogaethau sydd wedi'u dal, gan leihau'r tebygolrwydd o ryddhau nwy sydyn wrth eu gwresogi. Mae hefyd yn gysylltiedig â gwell uniondeb mecanyddol. Mae strwythur dwysach graffit mandylledd isel iawn fel arfer yn cynnig mwy o wrthwynebiad i gracio wrth i'r graffit gael ei gylchu'n thermol dro ar ôl tro. Ar ben hynny, mae arwynebau mandylledd isel yn hyrwyddo gwell uniondeb cotio. Pan fydd SiC neu ddeunyddiau anhydrin eraill yn cael eu cotio ar yr arwynebau graffit hyn, maent yn glynu'n dda i arwyneb llai mandyllog. Mae hyn yn debygol o fod oherwydd mwy o agosatrwydd y bondio rhwng y deunydd wedi'i orchuddio a'r graffit, sydd yn ei dro yn gwella gwydnwch a hirhoedledd yr haenau a'u potensial i blicio neu naddu. Yn y pen draw, mae dewis graffit mandylledd isel iawn mewn senario gweithgynhyrchu bob dydd, er ei fod yn briodwedd ddeunydd, yn darparu budd uniongyrchol iawn wrth gyflawni canlyniadau waffer sefydlog, glân a rhagweladwy o fewn prosesau epitacsi SiC pen uchel.