কেন CVD SiC আবরণ MOCVD গ্রাফাইট সাসেপ্টরদের জন্য আবশ্যক?

LED চিপ উত্পাদনে, MOCVD এপিটাক্সি মূল প্রক্রিয়া হিসাবে কাজ করে যা আলোকিত দক্ষতা নির্ধারণ করে। উত্পাদনের সময়, নীলকান্তমণি বা সিলিকন সাবস্ট্রেট বহনকারী গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলি ক্ষয়কারী বায়ুমণ্ডলের মধ্যে 1,000 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছাকাছি তাপমাত্রায় বারবার তাপচক্রের অধীনে কাজ করে। তদনুসারে, গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলির কার্যকারিতা সরাসরি এপিটাক্সি দক্ষতা, এপিটাক্সি অভিন্নতা এবং সমাপ্ত ডিভাইসের চূড়ান্ত ফলনকে প্রভাবিত করে। গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলিতে একটি CVD SiC আবরণ জমা করা মূলধারার শিল্প সমাধান হয়ে উঠেছে। এই প্রবন্ধটি সংক্ষেপে এই নকশার পেছনের যৌক্তিকতা সম্পর্কে বিস্তারিত বর্ণনা করে।

আনকোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর ব্যবহার করার সময় কী ঘটে?

গ্রাফাইটউচ্চ-তাপমাত্রা সমর্থনের জন্য এটি চমৎকার উপকরণ, তবুও এটির তিনটি অন্তর্নিহিত ত্রুটি রয়েছে যা MOCVD চেম্বারগুলির অভ্যন্তরে মারাত্মকভাবে বৃদ্ধি পায়:

1. উচ্চ তাপমাত্রায় রাসায়নিক ক্ষয়

MOCVD প্রক্রিয়াগুলি অ্যামোনিয়া, হাইড্রোজেন এবং ধাতু-জৈব অগ্রদূতের পরিচয় দেয়। প্রায় 1,000 °C তাপমাত্রায় গ্রাফাইট যখন এই গ্যাসগুলির সংস্পর্শে আসে তখন হাইড্রোকার্বন এবং এমনকি হাইড্রোজেন সায়ানাইড তৈরি হয়। এটি ধীরে ধীরে মাত্রিক বিচ্যুতির সাথে গ্রাফাইট পৃষ্ঠের ক্রমাগত ক্ষয় সৃষ্টি করে এবং প্রতিক্রিয়া উপজাতগুলি এপিটাক্সিয়াল স্তরকে দূষিত করে।

2. ছিদ্রযুক্ত কাঠামো থেকে অপবিত্রতা আউটগ্যাসিং

যেহেতু গ্রাফাইট একটি সহজাতভাবে ছিদ্রযুক্ত কাঠামো বৈশিষ্ট্যযুক্ত, অবশিষ্ট ধাতব অমেধ্য, শোষিত আর্দ্রতা এবং উত্পাদন থেকে অক্সিজেন বারবার গরম করার সময় ধীরে ধীরে নির্গত হয়। প্রতিটি রিলিজ এপিটাক্সিয়াল স্তরের পটভূমিতে অপরিষ্কার ঘনত্বের ওঠানামা শুরু করে, যা ফলন বক্ররেখায় দৃশ্যমান অব্যক্ত ত্রুটি বিন্দু তৈরি করবে।

3. থার্মাল সাইক্লিংয়ের অধীনে পাউডারিং এবং বিকৃতি

MOCVD সাসেপ্টর প্রতিদিন একাধিক গরম এবং শীতল চক্রের মধ্য দিয়ে যায়। বেয়ার গ্রাফাইট বারবার তাপীয় শকের অধীনে পৃষ্ঠের কণাগুলির মধ্যে বন্ধন শক্তি হ্রাস পায়, যার ফলে পাউডার সেডিং হয়। কার্বন কণাগুলি এপিটাক্সিয়াল ওয়েফারগুলিতে পড়ে মারাত্মক কণা দূষণের দিকে পরিচালিত করে।

সংক্ষেপে, আনকোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলি অপ্রত্যাশিত "অশুদ্ধি বোমা" হিসাবে কাজ করে যা MOCVD চেম্বারগুলির মধ্যে ক্রমাগত দূষিত পদার্থগুলি ছেড়ে দেয়।

CVD SiC আবরণ কি কি সুবিধা প্রদান করে?

সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি ন্যানোমিটার এবং এমনকি পারমাণবিক-স্কেল নোডগুলিতে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে, কণা দূষণকারী এবং ধাতব আয়নিক অমেধ্য সহ পৃষ্ঠের দূষকগুলি সনাক্ত করে চূড়ান্ত সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিকে সম্পূর্ণরূপে অকার্যকর করে দেবে। এটি এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যবহৃত গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলির উপর আরও কঠোর কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা আরোপ করে। উন্নত রাসায়নিক বাষ্প জমা প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে, একটি অভিন্ন ঘন SiC আবরণ গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলিতে জমা হয়। এই আবরণটি একটি শক্তিশালী প্রতিরক্ষামূলক সিরামিক বর্ম হিসাবে কাজ করে এবং নিম্নলিখিত মূল সুবিধাগুলি সরবরাহ করে:

1. নির্ভরযোগ্য শারীরিক সুরক্ষা

SiC আবরণ প্রক্রিয়া বায়ুমণ্ডল থেকে গ্রাফাইট বেসকে সম্পূর্ণরূপে বিচ্ছিন্ন করে, অ্যামোনিয়া এবং হাইড্রোজেনকে বেস গ্রাফাইটের সাথে যোগাযোগ করতে এবং রাসায়নিক এচিংকে দমন করতে বাধা দেয়। এদিকে, গ্রাফাইট ম্যাট্রিক্সের ভিতরে আটকে থাকা অমেধ্যগুলি আবরণের নীচে সিল করা হয় এবং চেম্বারে প্রবেশ করতে পারে না।

2. অতি-উচ্চ পরিচ্ছন্নতা

বিশুদ্ধতা CVD SiC আবরণগুলি পিপিবি-স্তরের বিশুদ্ধতা অর্জন করে (9N গ্রেড, 99.999995% এর উপরে), বেশিরভাগ গ্রাফাইট সামগ্রীকে ব্যাপকভাবে ছাড়িয়ে যায়। এর মানে হল যে ওয়েফার দ্বারা দূষণCVD SiC প্রলিপ্ত গ্রাফাইট সাসেপ্টরপৃষ্ঠটি প্রায় নগণ্য স্তরে হ্রাস পেয়েছে।

3. উচ্চতর তাপীয় শক প্রতিরোধের

MOCVD সাসেপ্টরগুলি দ্রুত তাপমাত্রার ওঠানামা থেকে ক্ষতি বজায় রাখে। প্রক্রিয়া সমন্বয়ের মাধ্যমে,CVD SiCআবরণগুলি গ্রাফাইটের ঘাঁটির সাথে দৃঢ়ভাবে বন্ধন করতে পারে এবং গ্রাফাইটের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে, কার্যকরভাবে চরম তাপমাত্রার পরিবর্তনের কারণে ক্র্যাকিংয়ের ঝুঁকি কমাতে পারে।

4. উল্লেখযোগ্য জারণ প্রতিরোধের

1600 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে অক্সিজেন-ধারণকারী পরিবেশের সময়, একটি অতি-পাতলা প্রতিরক্ষামূলক SiO₂ ফিল্ম স্বাভাবিকভাবেই CVD SiC প্রলিপ্ত গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলির আবরণ পৃষ্ঠে বিকাশ লাভ করে। এই CVD SiC আবরণটি অভ্যন্তরীণ গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলিকে ক্ষয় করার জন্য আরও জারণ রোধ করতে পারে, প্রক্রিয়া চলাকালীন অপরিকল্পিত বায়ু গ্রহণের মতো ভয়াবহ পরিস্থিতিতেও শেষ অবলম্বন হিসাবে কাজ করে।