Grafit tisztítási technológiája SiC félvezetőben

Grafit alkalmazása SiC félvezetőkben és a tisztaság jelentősége

Grafitlétfontosságú a kivételes hő- és elektromos tulajdonságaikról ismert szilícium-karbid (SiC) félvezetők gyártásában. Ez teszi a SiC-t ideálissá nagy teljesítményű, magas hőmérsékletű és nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz. A SiC félvezető gyártásban,grafitáltalában használjákolvasztótégelyek, melegítők és egyéb magas hőmérsékletű feldolgozási alkatrészekkiváló hővezető képessége, kémiai stabilitása és hősokkállósága miatt. A grafit hatékonysága azonban ezekben a szerepekben nagymértékben függ a tisztaságától. A grafitban lévő szennyeződések nem kívánt hibákat okozhatnak a SiC kristályokban, ronthatják a félvezető eszközök teljesítményét, és csökkenthetik a teljes gyártási folyamat hozamát. A szilícium-karbid félvezetők iránti növekvő kereslet következtében az olyan iparágakban, mint az elektromos járművek, a megújuló energiaforrások és a távközlés, az ultratiszta grafit iránti igény egyre kritikusabbá vált. A nagy tisztaságú grafit biztosítja a SiC félvezetők szigorú minőségi követelményeinek teljesülését, lehetővé téve a gyártók számára, hogy kiváló teljesítményű és megbízható eszközöket állítsanak elő. Ezért fejlett tisztítási módszerek fejlesztése az ultra-nagy tisztaság elérése érdekébengrafitelengedhetetlen a SiC félvezető technológiák következő generációjának támogatásához.

Fizikai-kémiai tisztítás

A tisztítási technológia folyamatos fejlődése és a harmadik generációs félvezető technológia rohamos fejlődése egy új grafittisztítási módszer, a fizikai-kémiai tisztítás néven való megjelenéséhez vezetett. Ez a módszer az elhelyezést foglalja magábangrafit termékekvákuumkemencében fűtésre. A kemencében a vákuum növelésével a grafittermékekben lévő szennyeződések elpárolognak, amikor elérik a telített gőznyomásukat. Ezen túlmenően halogéngázt használnak a grafitszennyeződésekben lévő magas olvadáspontú és forráspontú oxidok alacsony olvadáspontú és forráspontú halogenidekké történő átalakítására, a kívánt tisztítási hatás elérése érdekében.

Nagy tisztaságú grafit termékekA harmadik generációs félvezető szilícium-karbid jellemzően fizikai és kémiai módszerekkel történő tisztításon megy keresztül, ≥99,9995%-os tisztasági követelmény mellett. A tisztaságon túlmenően bizonyos szennyezőelemek tartalmára is speciális követelmények vonatkoznak, mint például a B-szennyezőtartalom ≤0,05 × 10^-6 és az Al-szennyezőtartalom ≤0,05 ×10^-6.

A kemence hőmérsékletének és vákuumszintjének növelése bizonyos szennyeződések automatikus elpárologtatásához vezet a grafittermékekben, így a szennyeződések eltávolítása érhető el. A magasabb hőmérsékletet igénylő szennyeződések eltávolításához halogéngázt használnak, hogy azokat alacsonyabb olvadáspontú és forráspontú halogenidekké alakítsák. Ezen módszerek kombinációja révén a grafitban lévő szennyeződések hatékonyan eltávolíthatók.

Például a halogéncsoportból származó klórgázt vezetik be a tisztítási folyamat során, hogy a grafitszennyeződésekben lévő oxidokat kloridokká alakítsák. A kloridok oxidjaihoz képest lényegesen alacsonyabb olvadás- és forráspontja miatt a grafitban lévő szennyeződések nagyon magas hőmérséklet szükségessége nélkül eltávolíthatók.

Tisztítási folyamat

A harmadik generációs SiC-félvezetőkben használt nagy tisztaságú grafittermékek tisztítása előtt elengedhetetlen a megfelelő eljárási terv meghatározása a kívánt végső tisztaság, a specifikus szennyeződések szintje és a grafittermékek kezdeti tisztasága alapján. Az eljárásnak a kritikus elemek, például a bór (B) és az alumínium (Al) szelektív eltávolítására kell összpontosítania. A tisztítási terv a kezdeti és a céltisztasági szint, valamint az egyes elemekre vonatkozó követelmények felmérésével kerül kialakításra. Ez magában foglalja az optimális és legköltséghatékonyabb tisztítási eljárás kiválasztását, amely magában foglalja a halogéngáz, a kemencenyomás és a folyamat hőmérsékleti paramétereinek meghatározását. Ezeket a folyamatadatokat ezután bevisszük a tisztítóberendezésbe az eljárás végrehajtásához. A tisztítást követően harmadik fél általi tesztelést végeznek az előírt szabványoknak való megfelelés ellenőrzésére, és a minősített termékeket a végfelhasználóhoz szállítják.