La Rolo de SiC-Tegitaj Susceptoroj en Veeco LED-Epitaksio-Procezoj

LED-epitaksia medio estas vere varma kaj vere sentema medio, kaj eta ŝanĝo de la medio rezultigos malsaman kvaliton de la sigelo. Susceptoro estas grava parto en la reaktoro. Ĝi subtenas la sigelon dum la epitaksia kresko, kaj ĝi ankaŭ ludas tre gravan rolon en la egala distribuado de varmo al la tuta sigelo. La plej multaj el la Veeco LED-epitaksia sistemoj uzas grafitan susceptoron kovritan per SiC-tegaĵo. La SiC-tegaĵo povas protekti grafiton kontraŭ difekto de varmo kaj kemiaĵoj, kaj doni unuforman LED-kvaliton.

Kiel CVD SiC-tegaĵo Plibonigas Termikan Homogenecon en Veeco EPIK-Iloj

Teni la oblato je taŭga temperaturo dum fabrikado de altkvalitaj LED-oj estas grava konsidero. Ĉi tio Kardiovaskula sic tegaĵo kreas glatan stabilan surfacon sur la grafita susceptoro, kiu egale distribuas varmon dum kresko de la SiC LED-substrato.

Eĉ kiam ne CVD-sic-tegaĵo estas uzata, malgrandaj varioj ene de individuaj grafitoj povas konduki al diferencoj en surfacaj varmotransigaj karakterizaĵoj, tamen kun pli altkvalita CVD SiC-tegaĵo la surfacaj varmotransigaj karakterizaĵoj signife pliboniĝas kaj tial la termika profilo pli uniforma. Unu instalaĵo havis problemojn kun koloraj ne-homogenecoj tra siaj obletoj, kaŭzitaj de ne-uniforma varmigo tra sia surfaco. Tamen, uzante pli dikan, pli altkvalitan CVD SiC kaj CVD TaC tegaĵo supervenkis ĉi tiun malstabilecon.

Surfacaj neperfektaĵoj kaj gratvundoj de CVD SiC-tegaĵo kaj Alta pureca CVD SiC kruda materialo povas pliigi ŝanĝiĝemon ĉar ili kreas neegalajn kreskorapidojn de materialo, aŭ eblajn "varmajn punktojn" sur la tegaĵa surfaco. Tegaĵoj estas rutine kontrolataj por eluziĝo kaj fendetoj fare de multaj fabrikantoj per observado de la stato de la CVD-SiC-tegaĵo post serio de varmigaj cikloj. La susceptoro povas esti rotaciita dum la CVD-procezo por pliigi la homogenecon kaj daŭripovon de la CVD-SiC-tegaĵo.

La uzado de CVD SiC-tegaĵo tamen ne povas forigi ĉiujn variojn sed ja multe pli fareblas konstante produkti bazmaterialojn por LED-fabrikado grandskale.

La Funkcio de Altpurecaj Grafitaj Susceptoroj en LED-Epitaksio

La susceptoro subtenas kaj tenas la obleon je sufiĉe stabila temperaturo dum la kristala tavolo kreskas. Kutime oni uzas grafiton, kaj fakte oni devus uzi altpurecan grafiton, ĉar ĝi povas esti uzata en ekstreme altaj temperaturoj kaj ne distordiĝos.

Ĉi tiu alta varmokondukteco helpas transdoni la varmon de la hejtelementoj al la oblato kaj stabiligi la oblata temperaturo dum la tavolo kreskas. Ĉar malgrandaj temperaturvarioj kaŭzas ŝanĝon en la kresko de la kristalo, ĝi devus esti kiel eble plej konstanta.

Pureco estas grava faktoro en la uzata grafito. Poluita grafito enhavas metalon kaj aliajn malpuraĵojn, kiuj estos elsenditaj de la susceptoro dum varmigo kaj deponitaj sur la oblato, kaŭzante kristalajn difektojn.

Kelkaj fabrikantoj observis pliiĝon de difektaj LED-oj uzantaj malpli puran grafiton. Alta pureca grafito kaj pli striktaj inspektadoj donis pli bonajn rezultojn. Alia problemo estas la plateco de la susceptoro.

Post kelkaj varmigaj kaj malvarmigaj cikloj, la susceptoro povas misformiĝi. Ĉi tiu misformiĝo influas la gasfluon kaj la poziciigon de la oblato, kiuj ambaŭ influas la stabilecon de la tavolkresko.

Reduktante Partiklajn Problemojn en Epitaksio Per Optimumigita Surfaca Dezajno

Plej multaj el la partiklaj problemoj fakte komenciĝas ĉe la surfacoj, sur kiuj la partoj kaj gasoj estas en kontakto. Susceptoroj, tegaĵoj kaj tiel plu povas liberigi partiklojn iom post iom kun la tempo, dum iliaj surfacoj gratiĝas aŭ eluziĝas.

En alttemperaturaj procezgasoj, malgrandaj fendetoj aŭ eluziĝo de la tegaĵa tavolo povus produkti mikrofragmentojn, kiuj vojaĝus tra la reaktoro kaj deponiĝus sur la oblatoj. Kun sufiĉe granda diametro, unu partiklo sur unu oblato-surfaco rezultigos unu difekton sur la fina LED.

Glateco reduktos la eblecon de partikla liberigo, tamen ĝi devus povi elteni ripetan termikan cikladon. Iuj tegaĵoj povas ŝajni havi bonan surfacon en ĉambra temperaturo, dum ili evoluigas mikrofendojn post multaj fojoj de uzado. Problemoj kun partikloj ofte okazas iom post iom kiam la tegaĵaj partoj estas eluzitaj.

Por multaj prilaboraj partoj, difektiĝo okazas ĉe la rando, ĉar ĉi tiu parto koncentris la plej altan streĉon. Per kontrolado de la kvalito, tegaĵdikeco kaj la streĉkoncentriĝo ĉe la randoj, ni povis redukti la eluziĝon.

Do, por malhelpi ke la tegaĵo senŝeliĝas post ĉiu provo, la ligado de la tegaĵo kaj la grafitaj substratoj devas esti bona. Ofta inspektado en hela lumo aŭ specimenado povas doni averton pri ĉi tiuj evoluantaj problemoj.

Komparante Nudajn Grafitajn kaj SiC-Tegitajn Susceptorojn en LED-Produktado

Kvankam kaj nuda grafito kaj SiC-kovritaj susceptoroj estas uzataj en LED-fabrikado, ili funkcias tre malsame laŭ siaj funkciaj parametroj.

La kialoj, kial oni uzas nudan grafiton, estas ke ĝi estas efika en varmotransigo kaj havas grandan eksponitan surfacon por akcepti varmon, kaj havas relative malrapidan partiklan eligon de sia surfaco post kelkaj horoj da funkciado, kvankam ĝi havas aliajn malavantaĝojn. Tiuj estas relative malbona termika distribuo kaj la alta surfaco igas ĝin pli reaktiva al gasoj ene de la ĉambro kaj tial eligos partiklojn kun pli granda rapideco, kvankam ĉi tiu malrapida amasiĝo estas kompromiso en multaj kazoj.

La SiC-kovrita susceptoro superas kelkajn el ĉi tiuj problemoj per la aldono de malmola protekta tegaĵo.

Oni povus rigardi LED-fabrikojn, kiuj funkcias en granda volumeno dum produktadcikloj, kie necesas pli longaj ŝanĝoj. Kelkaj fabrikoj trovas, ke dum longaj produktadtempoj kun nuda grafito okazas laŭgrada ŝanĝiĝo de la homogeneco de la obleto post pluraj termikaj cikloj. La surfaco de la susceptoro ŝajnas evolui malrapide kaj tial la varmodistribuo fariĝas pli malstabila.

La uzo de SiC-kovritaj susceptoroj por longaj serioj signifas, ke ĉi tiu vario de silici-kovrita homogeneco de la oblatanoj estas malpli ofta, t.e., kun la sola fabriko, ŝanĝi al SiC-kovrita signifas, ke iliaj linioj ne devas esti alĝustigitaj tiel ofte kiam oni ŝanĝas de malsamaj aroj.

Termikaj ecoj povas esti esplorataj. La nuda grafito ŝajnas evoluigi gradon da temperaturmalstabileco sur sia surfaco. Oni supozas, ke tio estas faktoro de la malrapida ŝanĝiĝo de la surfaco kaj ankaŭ faktoro de iu nekonata komponanto de la tegaĵo.

La SiC-tegaĵo ŝlosas la surfacon, ĝi malhelpas ŝanĝojn, kio signifas, ke la varmotransigo estas konstanta. La efiko, kiun tio havas sur LED-ojn, estas, ke se la kreskinta tavolo estas submetita al temperaturŝanĝiĝoj, la ondolongo/brileco ankaŭ ŝanĝiĝos.

Kompreneble, ekzistas malavantaĝoj de uzado de SiC-kovritaj susceptoroj; ilia prezo kaj ke, kvankam ili ne havas partiklojn, ili elsendos partiklojn se ili fendiĝas, kaj tial povas enkonduki partiklojn anstataŭ redukti ilin.

Do, zorgema monitorado kaj prizorgado de iliaj tegaĵoj devas esti efektivigitaj por malhelpi degeneron antaŭ ol la difekto okazas, kvankam, per la uzo de eluziĝorezistaj tegaĵoj ili devus daŭri iom da tempo, post kio ili estus anstataŭigitaj.

Strategioj pri Prizorgado kaj Purigado por Longdaŭraj Rezervaj Partoj de Veeco

Teni la Veeco-partojn en bona stato plilongigos la vivdaŭron de la partoj kaj konservos la stabilecon de la epitaksio-procezo. Restaĵoj amasiĝas laŭlonge de la tempo sur susceptoroj, tegaĵoj kaj tegitaj ringoj. Restaĵamasiĝo, eĉ en tavoloj tiel maldikaj kiel tiuj, kiujn oni povas identigi, povas influi la termikan respondon trans la surfaco kaj kaŭzi malbonan procezan konsistencon.

Unu inĝeniero raportis, ke li vidis neegalan LED-brilecon aŭ malbonajn rezultojn pri la oblatoj kaj poste esploris restaĵojn kiel la fonton de la problemo. Malsamaj purigproceduroj devus esti evoluigitaj por malsamaj materialoj. Altpurecaj grafitaj partoj ne devus esti eksponitaj al abraziaj kemiaĵoj aŭ abraziaj frotpurigaj metodoj, ĉar ĉi tiuj metodoj povas eluzi la parton.

Pluraj produktadlinioj simple uzas tempigitan plasmopurigadon aŭ pli konservativajn kemiajn metodojn por forigi amasiĝon. Gravas ankaŭ zorge manipuli SiC-kovritajn partojn. Kvankam ĉi tiu parto estas relative fortika, noĉoj kaj gratvundoj kaŭzitaj dum purigado poste kaŭzos malgrandajn fendetojn, kiuj povas esti partiklaj fontoj. Unu produktadlinio solvis tion per uzado de pli molaj purigmaterialoj kaj evoluigado de pli bona manipula tekniko por ĉi tiuj partoj.

Rutina administrado de la vivdaŭro de partoj ankaŭ okazas post purigado. Nur rapida skanado por miskoloriĝo, mikrofendetoj aŭ malegale distribuita brilo povas kapti la unuan signon de difekto de partoj. Multaj fabrikoj uzas monitoradon de la vivdaŭro de partoj anstataŭ fidi je anstataŭigo de komponentoj bazita sur difekto. La komponento estos anstataŭigita antaŭ ol la problemo fariĝos videbla.

Ankaŭ stokado ofte estas subtaksata. Kvankam puraj, la partoj facile malpuriĝas per polvo kaj humideco kiam stokitaj ekstere kaj devus esti sigelitaj en puraj ujoj antaŭ la sekva uzo.

Kun la tempo evidentiĝas, ke la ŝlosilo al longa vivdaŭro de pecoj estas la malgrandaj aferoj, faritaj fidinde ĉiutage. Ke la milda aliro al la purigprocezo, la singarda manipulado kaj la konstanta monitorado de la vivdaŭro de pecoj povas signife influi la stabilecon en la epitaksioprocezo.