壹定发

MOCVD中不可替换的“铼”加热器件


金属有机物化学气相沉积MetalOrganicChemicalVaporDeposition ,简称MOCVD)是制备混淆半导体器件、金属及金属氧化物、金属氮化物薄膜质料的一种芯片外延手艺。MOCVD系统中 ,晶体生长多在常压或低压状态下(10-100Torr) ,衬底温度为500~1200℃ ,为了能够生长出纯净、界面险要、一致性好的薄膜质料 ,MOCVD装备需要为化学反应提供合适的情形。加热系统是MOC

金属有机物化学气相沉积Metal Organic Chemical Vapor Deposition ,简称 MOCVD)是制备混淆半导体器件、金属及金属氧化物、金属氮化物薄膜质料的一种芯片外延手艺。MOCVD系统中 ,晶体生长多在常压或低压状态下(10-100Torr) ,衬底温度为500~1200℃ ,为了能够生长出纯净、界面险要、一致性好的薄膜质料 , MOCVD装备需要为化学反应提供合适的情形。加热系统是 MOCVD 装备的主要组成部分 ,它能否快速、匀称的加热衬底 ,直接影响着薄膜沉积的质量、厚度一致性 ,以及芯片的性能。

 

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MOCVD加热器的工况非�?量蹋阂涣虑槭奔涑� ,温度高、热流密度大和重复的升降温。电阻片是加热器的焦点部分 ,在通以一定的电流后电阻片发热 ,成为整个装备的热源。用于安排衬底的石墨盘外貌温度为1350K的时间 ,电阻片的温度高达2000K ,升温历程中电阻加热器的温度可以抵达2500℃以上 ,以是选用的质料必需有熔点高、高温强度好、化学稳固性高等特征。以生长 GaN 的 MOCVD 装备为例 ,其最佳生长温度在 1000~1200℃ 左右。加热器发热元件的温度1500~2000℃ 左右。生长 GaN 的工艺中 ,要求外延衬底快速升温升温速率抵达 3-10℃ /s)和降温。

 

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凭证MOCVD装备的工艺要求 ,加热圈的性能必需知足:1. 实现大尺寸石墨托盘的匀称加热 ,有用面积比例只管笼罩整个盘面;2. 现升降温速率快、稳固时间短;3. 升降温动态历程中坚持温度匀称;4. 关于差别的气体流动情形 ,都能实现匀称加热;5、在重复升降温使用历程中 ,结构稳固可靠 ,寿命长。

凭证MOCVD的事情特点 ,选用金属电阻加热元件是最合理 ,而凭证现实需要知足的温度条件 ,仅有钨 ,铼等少数难熔金属才华知足使用需求。

性能名称 纯钨 纯铼
熔点/℃ 3410 3170
密度/g/cm3) 19.3 21.02
  电阻率μΩ·cm 20℃ 5.5 19.8
1000℃ 36.2 62
1500℃ 52 82
2000℃ 66 150
显微硬度/MPa 加工态 3423-3923 4903-7845
1000℃退火 834 2256-2452
  抗拉强度/MPa 加工态 1950 1600
1400℃退火 1650 1400
1600℃退火 1200 1400
1800℃退火 850 1400
  延伸率/% 加工态 1-2 1-2
1400℃退火 1-2 20-25
1600℃退火 1-2 18-20
1800℃退火 1-2 10-15
再结晶温度 1100℃ 1500℃

钨加热器件经高温使用爆发再结晶以后会变脆 ,在受攻击或震惊的情形下极易断裂。而铼相关于钨具有更高的再结晶温度 ,并且再结晶后的铼也不是脆性子料 ,只是强度下降 ,作为非承力的加热器件依然具备优异的事情能力 ,具有最佳高温稳固性 ,更高的抗蠕变强度。因此 ,铼被用于制造MOCVD的加热器件 ,综合使用性能和本钱思量 ,是最适当的选择 ,无其它质料可以替换。


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