Ролята на покрити със SiC сусцептори в процесите на епитаксия с Veeco LED

LED епитаксията е много гореща и чувствителна среда и дори малка промяна в средата ще доведе до различно качество на пластината. Сусцепторът е важна част, която се намира в реактора. Той поддържа пластината по време на епитаксиалния растеж, а също така играе много важна роля за равномерното разпределение на топлината по цялата пластина. Повечето Veeco LED епитаксия системи използват графитен сусцептор, покрит със SiC покритие. SiC покритието може да предпази графита от увреждане от топлина и химикали и да осигури равномерно качество на светодиода.

Как CVD SiC покритието подобрява термичната равномерност в инструментите Veeco EPIK

Поддържането на подходяща температура на пластината по време на производството на висококачествени светодиоди е важно съображение. Cvd sic Покритието създава гладка стабилна повърхност върху графитния токоприемник, която равномерно разпределя топлината по време на растежа на SiC LED субстрата.

Дори когато не CVD sic покритие Когато се използва, леки вариации в рамките на отделните графити могат да доведат до разлики в характеристиките на повърхностния топлопренос, но с по-висококачествено CVD SiC покритие характеристиките на повърхностния топлопренос се подобряват значително и следователно термичният профил е по-равномерен. Едно съоръжение имаше проблеми с неравномерности в цвета по своите пластини, причинени от неравномерно нагряване по повърхността им. Въпреки това, използването на по-дебел, по-висококачествен CVD SiC и CVD TaC покритието преодоля тази нестабилност.

Повърхностни несъвършенства и драскотини от CVD SiC покритие и CVD SiC суровина с висока чистота могат да увеличат променливостта, тъй като създават неравномерни скорости на растеж на материала или възможни „горещи точки“ върху повърхността на покритието. Покритията се проверяват рутинно за износване и пукнатини от много производители, като се наблюдава състоянието на CVD SiC покритието след серия от цикли на нагряване. Токоприемникът може да се върти по време на CVD процеса, за да се увеличи еднородността и издръжливостта на CVD SiC покритието.

Използването на CVD SiC покритие обаче не може да премахне всички вариации, но прави много по-осъществимо постоянното производство на основни материали за производство на светодиоди в голям мащаб.

Функцията на високочисти графитни сусцептори в LED епитаксия

Токоприемникът поддържа пластината при сравнително постоянна температура, докато кристалният слой расте. Обикновено се използва графит и всъщност трябва да се използва графит с висока чистота, тъй като той може да се използва при изключително високи температури и няма да се деформира.

Тази висока топлопроводимост помага за пренасянето на топлината от нагревателните елементи към пластината и стабилизирането на температурата на пластината, докато слоят расте. Тъй като малки температурни колебания водят до промяна в растежа на кристала, той трябва да бъде възможно най-постоянен.

Чистотата е важен фактор при избора на графит. Замърсеният графит съдържа метални и други примеси, които ще се отделят от токоприемника по време на нагряване и ще се отложат върху пластината, причинявайки кристални дефекти.

Някои производители наблюдаваха увеличение на дефектните светодиоди, използвайки по-малко чист графит. Графитът с висока чистота и по-строгите инспекции дадоха по-добри резултати. Друг проблем е плоскостта на токоприемника.

След редица цикли на нагряване и охлаждане, токоприемникът може да се деформира. Това изкривяване влияе върху потока на газ и позиционирането на пластината, което влияе върху стабилността на растежа на слоя.

Намаляване на проблемите с частиците при епитаксията чрез оптимизиран дизайн на повърхността

Повечето от проблемите с частиците всъщност започват с повърхностите, върху които частите и газовете са в контакт. Сусцепторите, облицовките и т.н. могат да отделят частици постепенно с течение на времето, тъй като повърхностите им се надраскват или износват.

При високотемпературни технологични газове, малки пукнатини или износване на покривния слой могат да доведат до образуването на микрофрагменти, които да преминат през реактора и да се отложат върху пластините. При достатъчно голям диаметър, една частица върху една повърхност на пластината ще доведе до един дефект на крайния светодиод.

Гладкостта ще намали вероятността от отделяне на частици, но би трябвало да е устойчива на многократно термично циклиране. Някои покрития може да изглеждат с добра повърхност при стайна температура, но след многократно термично циклиране се появяват микропукнатини. Проблемите с частиците често възникват постепенно, когато частите на покритието се износят.

При много технологични части повредите са по ръбовете, защото тази част е съсредоточена върху най-голямо напрежение. Чрез контролиране на качеството, дебелината на покритието и концентрацията на напрежение по ръбовете, бихме могли да намалим износването.

Така че, за да се предотврати отлепването на покривния слой след всеки цикъл, свързването на покритието с графитните основи трябва да е добро. Честата проверка на ярка светлина или вземането на проби може да предупреди за тези развиващи се проблеми.

Сравняване на сусцептори с гол графит и SiC покритие в производството на светодиоди

Въпреки че в производството на светодиоди се използват както сусцептори с гол графит, така и такива с покритие от SiC, те се представят много различно по отношение на оперативните си параметри.

Причините за използването на гол графит са, че той е ефективен при топлопренос и има голяма открита повърхност за приемане на топлина, както и относително бавно отделяне на частици от повърхността си след няколко часа работа, въпреки че има и други недостатъци. Те са относително лошо разпределение на топлината, а голямата повърхност го прави по-реактивен към газовете в камерата и по този начин ще отделя частици с по-голяма скорост, въпреки че това бавно натрупване е компромис в много случаи.

Токоприемникът с покритие от SiC преодолява някои от тези проблеми с добавянето на твърдо защитно покритие.

Може да се разгледат фабрики за светодиоди, които работят в големи обеми чрез производствени цикли, където са необходими по-дълги смени. Някои фабрики установяват, че при продължително време на работа с гол графит, след няколко термични цикъла, се наблюдава постепенно отклонение от еднородността на пластината. Повърхността на токоприемника изглежда се развива бавно и следователно разпределението на топлината става по-нестабилно.

Използването на токоприемници с SiC покритие за дълги серии означава, че тази промяна в еднородността на пластините е по-рядка, т.е. При една фабрика преминаването към SiC покритие означава, че линиите им не е необходимо да се регулират толкова често при преминаване от различни партиди.

Термичните свойства могат да бъдат изследвани. Голият графит изглежда развива известна температурна нестабилност на повърхността си. Смята се, че това е фактор за бавната промяна на повърхността, а също и за някакъв неизвестен компонент на покритието.

SiC покритието заключва повърхността, предотвратявайки промените, което означава, че топлопреносът е постоянен. Ефектът от това върху светодиодите е, че ако полученият слой е подложен на температурни промени, дължината на вълната/яркостта също ще се промени.

Естествено, използването на тосцеприемници с SiC покритие има и недостатъци; цената им и фактът, че въпреки че нямат частици, те ще отделят частици, ако се напукат, и следователно могат да въведат частици, вместо да ги намалят.

Следователно, трябва да се прилагат внимателни процедури за наблюдение и поддръжка на техните покрития, за да се предотврати продължаването на деградацията преди възникването на дефекта, въпреки че с използването на износоустойчиви покрития те би трябвало да издържат известно време, след което ще бъдат подменени.

Стратегии за поддръжка и почистване на дълготрайни резервни части Veeco

Поддържането на частите Veeco в добро състояние ще увеличи живота им и ще поддържа стабилността на процеса на епитаксия. С течение на времето върху токоприемниците, облицовките и покритите пръстени се натрупват остатъци. Натрупването на остатъци, дори в толкова тънки слоеве, колкото тези, които могат да бъдат идентифицирани, може да повлияе на термичния отговор по повърхността и да причини лоша консистентност на процеса.

Един инженер съобщи, че е наблюдавал неравномерна яркост на светодиодите или лоши резултати при работа с пластини, след което е проучил остатъци като източник на проблема. Трябва да се разработят различни процедури за почистване за различните материали. Частите от високочист графит не трябва да се излагат на абразивни химикали или абразивни методи за търкане, тъй като тези методи могат да износят частта.

Няколко производствени линии просто използват плазмено почистване с фиксирано време или по-консервативни химични методи за премахване на натрупвания. Важно е също така внимателно да се борави с частите с SiC покритие. Въпреки че тази част е сравнително здрава, вдлъбнатините и драскотините, причинени по време на почистването, в крайна сметка ще причинят малки пукнатини, които могат да бъдат източници на частици. Една производствена линия реши това, като използва по-меки почистващи материали и разработи по-добра техника за работа с тези части.

Рутинното управление на жизнения цикъл на частите също се извършва след почистване. Само бързо сканиране за обезцветяване, микропукнатини или неравномерно разпределен блясък може да разкрие първите признаци на повреда на частта. Много фабрики използват мониторинг на жизнения цикъл на частите, вместо да разчитат на подмяна на компоненти въз основа на повреди. Компонентът ще бъде подменен, преди проблемът да стане видим.

Съхранението също често се подценява. Въпреки че са чисти, частите лесно се замърсяват с прах и влага, когато се съхраняват на открито и трябва да се запечатат в чисти контейнери преди следващата употреба.

С течение на времето става очевидно, че ключът към дългия живот на детайлите са малките неща, изпълнявани надеждно всеки ден. Че нежният подход към процеса на почистване, внимателното боравене и постоянното наблюдение на живота на детайлите могат значително да повлияят на стабилността на процеса на епитаксия.