SiC-z estalitako suszeptoreen eginkizuna Veeco LED epitaxia prozesuetan

LED epitaxia ingurunea oso beroa eta oso sentikorra da, eta ingurunearen aldaketa txiki batek oblearen kalitatea desberdina izango du. Suszeptorea erreaktorean dagoen zati garrantzitsua da. Oblea eusten du epitaxiaren hazkundean zehar, eta oso paper garrantzitsua betetzen du beroa oblea osora uniformeki banatzeko. Veeco LED epitaxia sistemek gehienetan SiC estalduraz estalitako grafito suszeptore bat erabiltzen dute. SiC estaldurak grafitoa beroak eta produktu kimikoek eragindako kalteetatik babesten du, eta LED kalitate uniformea ​​ematen du.

Nola hobetzen duen CVD SiC estaldurak uniformetasun termikoa Veeco EPIK tresnetan

Kalitate handiko LEDak fabrikatzean oblea tenperatura egokian mantentzea kontuan hartu beharreko gauza garrantzitsua da. Hau CVD sic Estaldurak gainazal leun eta egonkor bat sortzen du grafito suszeptorean, eta horrek beroa uniformeki banatzen du SiC LED substratuaren hazkuntzan zehar.

Nahiz eta ez CVD sic estaldura erabiltzen bada, grafito indibidualen arteko aldaketa txikiek gainazaleko bero-transferentziaren ezaugarrietan desberdintasunak sor ditzakete, baina kalitate handiagoko CVD SiC estaldura batekin gainazaleko bero-transferentziaren ezaugarriak nabarmen hobetzen dira eta, beraz, profil termikoa uniformeagoa da. Instalazio batek arazoak izan zituen bere obleak zehar kolore ez-uniformeekin, gainazalean zehar berotze ez-uniformeagatik. Hala ere, CVD SiC lodiagoa eta kalitate handiagokoa erabiliz eta GBE TaC estaldurak ezegonkortasun hori gainditu zuen.

CVD SiC estalduraren gainazaleko inperfekzioak eta marradurak Purutasun handiko CVD SiC lehengaia aldakortasuna handitu dezakete, materialaren hazkunde-tasa irregularrak edo estalduraren gainazaleko "puntu beroak" sortzen baitituzte. Fabrikatzaile askok estaldurak aldizka egiaztatzen dituzte higadura eta pitzadurak, berotze-ziklo sorta baten ondoren CVD SiC estalduraren egoera behatuz. Suszeptorea biratu daiteke CVD prozesuan zehar, CVD SiC estalduraren uniformetasuna eta iraunkortasuna handitzeko.

CVD SiC estaldura baten erabilerak, ordea, ezin ditu aldakuntza guztiak ezabatu, baina askoz bideragarriagoa egiten du LED fabrikaziorako oinarrizko materialak eskala handian koherentziaz ekoiztea.

LED epitaxian purutasun handiko grafito suszeptoreen funtzioa

Suszeptoreak oblea eusten eta tenperatura nahiko egonkorrean mantentzen du kristal geruza hazten den bitartean. Grafitoa erabili ohi da, eta, hain zuzen ere, purutasun handiko grafitoa erabili behar da, tenperatura oso altuetan erabil daitekeelako eta ez baitu deformatzen.

Eroankortasun termiko handi honek beroa berogailu elementuetatik obleara transferitzen eta oblearen tenperatura egonkortzen laguntzen du geruza hazten ari den bitartean. Tenperatura aldaketa txikiek kristalaren hazkundea aldatzen dutenez, ahalik eta konstanteena izan behar da.

Purutasuna faktore garrantzitsua da erabilitako grafitoan. Grafito kutsatuak metala eta bestelako ezpurutasunak ditu, eta hauek berotzean suszeptoretik isuriko dira eta oblean metatuko dira, kristal-akatsak eraginez.

Fabrikatzaile batzuek grafito purutasun gutxiagoko LED akastun gehiago ikusi zuten. Grafito purutasun handikoak eta ikuskapen zorrotzagoek emaitza hobeak eman zituzten. Beste arazo bat suszeptorearen lautasuna da.

Berotze eta hozte ziklo batzuen ondoren, suszeptorea deformatu egin daiteke. Distortsio honek gas-fluxuan eta oblearen kokapenean eragina du, eta biek eragina dute geruzaren hazkunde-egonkortasunean.

Gainazalen diseinu optimizatuaren bidez epitaxiako partikula arazoak murriztea

Partikula arazo gehienak piezak eta gasak kontaktuan dauden gainazaletan hasten dira. Suszeptoreek, estalkiek eta abarrek partikulak pixkanaka askatu ditzakete denborarekin, haien gainazalak urratu edo higatu ahala.

Tenperatura altuko prozesu-gasetan, estaldura-geruzaren pitzadura txikiek edo higadurak mikrozatiak sor ditzakete, erreaktorean zehar bidaiatuko dutenak eta obleetan metatuko direnak. Diametro nahikoa handia bada, oblea baten gainazalean dagoen partikula batek akats bat eragingo du azken LEDean.

Leuntasunak partikulak askatzeko aukera murriztuko du, baina ziklo termiko errepikatuak jasan beharko lituzke. Estaldura batzuek gainazal ona dutela dirudi giro-tenperaturan, baina mikro-pitzadurak garatzen dituzte hainbat aldiz exekutatu ondoren. Partikula arazoak pixkanaka agertzen dira estalduraren piezak higatzen direnean.

Prozesuko pieza askotan, kalteak ertzean gertatzen dira, pieza horrek kontzentratzen baitu tentsio handiena. Kalitatea, estalduraren lodiera eta tentsioaren kontzentrazioa ertzetan kontrolatuz, higadura murriztu dezakegu.

Beraz, estaldura-geruza exekuzio bakoitzaren ondoren zuritzea saihesteko, estalduraren eta grafito-substratuen arteko lotura ona izan behar da. Argi bizian maiz egindako ikuskapenek edo laginketek arazo horien berri eman dezakete.

LED ekoizpenean grafito biluziko eta SiC-estalitako suszeptoreen alderaketa

LED fabrikazioan grafito biluzik zein SiC estalitako suszeptoreak erabiltzen diren arren, oso modu ezberdinean funtzionatzen dute beren funtzionamendu-parametroetan.

Grafito biluzik erabiltzearen arrazoiak hauek dira: beroa transferitzeko eraginkorra dela eta gainazal handia duela beroa onartzeko, eta partikula-igorpen nahiko motela duela gainazaletik ordu batzuk funtzionatu ondoren, nahiz eta beste alde txar batzuk ere badituen. Hauek dira, banaketa termiko nahiko eskasa eta gainazal handiak ganberako gasekiko erreaktiboagoa egiten duela eta, beraz, partikulak abiadura handiagoz askatuko dituela, nahiz eta metaketa motel hori kasu askotan konpentsazio bat izan.

SiC estalitako suszeptoreak arazo horietako batzuk gainditzen ditu babes-estaldura gogorra gehituz.

Ekoizpen-zikloetan bolumen handian funtzionatzen duten LED fabrikak azter daitezke, non txanda luzeagoak behar diren. Fabrika batzuek grafito hutsarekin denbora luzez funtzionatzen dutenean, oblearen uniformetasunaren pixkanaka-pixkanaka aldatzen dela ikusten dute hainbat ziklo termikoren ondoren. Suszeptorearen gainazala poliki eboluzionatzen duela dirudi eta, beraz, beroaren banaketa ezegonkorragoa bihurtzen da.

SiC estalitako suszeptoreak tirada luzeetarako erabiltzeak esan nahi du oblearen uniformetasunaren aldaketa hori ez dela hain maiz gertatzen, hau da, fabrika bakarrarekin, SiC estaldurara aldatzeak esan nahi du haien lerroak ez direla hain maiz doitu behar lote desberdinetatik aldatzean.

Propietate termikoak ikertu daitezke. Grafito biluziak tenperaturaren ezegonkortasun maila bat garatzen duela dirudi bere gainazalean. Hau gainazalaren aldaketa motelaren faktorea dela uste da, eta baita estalduraren osagai ezezagun baten faktorea ere.

SiC estaldurak gainazala blokeatzen du, aldaketak gertatzea eragozten du, eta horrek esan nahi du bero-transferentzia konstantea dela. LEDetan honek duen eragina da, hazten den geruza tenperatura-aldaketen menpe badago, uhin-luzera/distira ere aldatuko dela.

Jakina, SiC estalitako suszeptoreak erabiltzeak baditu desabantailak; haien prezioa eta, partikularik ez duten arren, pitzatzen badira partikulak igorriko dituztela, eta, beraz, partikulak sartu ditzaketela murriztu beharrean.

Beraz, estalduraren kontrol eta mantentze-prozedura zainduak ezarri behar dira akatsa gertatu aurretik degradazioa gerta ez dadin, nahiz eta higaduraren aurkako estaldurak erabiliz gero, denbora batez iraun beharko luketen, eta gero ordezkatu egingo lirateke.

Veeco ordezko piezen mantentze- eta garbiketa-estrategiak, iraupen luzekoentzat

Veeco piezak egoera onean mantentzeak piezen iraupena handituko du eta epitaxia prozesuaren egonkortasuna mantenduko du. Hondakinak denborarekin pilatzen dira suszeptoreetan, estalkietan eta estalitako eraztunetan. Hondakinen pilaketak, identifika daitezkeen geruza meheetan ere, gainazaleko erantzun termikoan eragina izan dezake eta prozesuaren koherentzia eskasa eragin dezake.

Ingeniari batek LED distira desberdina edo oblearen emaitza eskasak ikusi zituela jakinarazi zuen, eta gero hondakinak ikertu zituela arazoaren iturri gisa. Garbiketa-prozedura desberdinak garatu beharko lirateke material desberdinetarako. Grafitozko purutasun handiko piezak ez lirateke produktu kimiko urratzaileen edo igurtzi-metodo urratzaileen eraginpean jarri behar, metodo horiek pieza higatu baitezakete.

Hainbat ekoizpen-lerrok plasma garbiketa denboratua edo metodo kimiko kontserbadoreagoak erabiltzen dituzte metaketak kentzeko. Garrantzitsua da, halaber, SiC estalitako piezak kontu handiz maneiatzea. Pieza hau nahiko sendoa den arren, garbiketan zehar sortutako marradura eta kolpeek pitzadura txikiak eragingo dituzte azkenean, eta horiek partikula-iturri izan daitezke. Ekoizpen-lerro batek arazo hau konpondu zuen garbiketa-material leunagoak erabiliz eta pieza horiek maneiatzeko teknika hobea garatuz.

Piezen bizitza-kudeaketa arrunta garbiketaren ondoren ere egiten da. Kolore-aldaketak, mikro-arrailak edo distira irregularra aztertzea nahikoa da piezaren akatsen lehen zantzuak aurkitzeko. Fabrika askok piezen bizitza-zikloaren monitorizazioa erabiltzen dute, akatsetan oinarritutako osagaien ordezkapenean oinarritu beharrean. Osagaia arazoa ikusgai bihurtu baino lehen ordezkatuko da.

Biltegiratzea ere askotan gutxiesten da. Garbi egon arren, piezak erraz kutsatzen dira hautsarekin eta hezetasunarekin kanpoan gordetzen direnean eta ontzi garbietan sartu behar dira hurrengo erabileraren aurretik.

Denborarekin, agerian geratzen da piezaren iraupen luzerako gakoa egunero modu fidagarrian egiten diren gauza txikiak direla. Garbiketa-prozesuaren ikuspegi leunak, maneiatzea kontuz ibiltzeak eta piezaren iraupenaren jarraipen etengabeak epitaxia-prozesuaren egonkortasunean eragin handia izan dezaketela.