MOCVD中不可替换的“铼”加热器件
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- 宣布时间:2020-06-29
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【提要形貌】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
MOCVD中不可替换的“铼”加热器件
【提要形貌】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
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- 宣布时间:2020-06-29
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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。

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。

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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