SiC hordozólemez LED maratáshoz

Ⅰ. Anyag- és szerkezeti tervezés

A Semixlab mérnöki választása egy nagy tisztaságú izosztatikus grafit hordozóra vastag, sűrű CVD Sic bevonattal:

1. A grafit hordozó nagyon jó tömeges hővezető képességgel, alacsony fajsúlyú anyaggal és kiváló hősokkkal szembeni ellenállással rendelkezik – ez segíti a gyors hőkiegyenlítődést a hordozólemezen impulzusos vagy hosszú marási ciklusok során. A grafit leegyszerűsíti a precíziós jellemzők és a geometriák helymeghatározását is.

2. A CVD SiC bevonat kémiailag inert, kopásálló felületet képez, amely közvetlenül érintkezik a plazmával és az ostya hátoldalával. A csupasz grafittal összehasonlítva a CVD SiC felület kiküszöböli az aktív helyeket, csökkenti a szénnel kapcsolatos szennyeződéseket, és jelentősen javítja a halogén plazmákkal szembeni ellenállást.

3. Kombinált eredmény: A hibrid szerkezet megőrzi a grafit termikus előnyeit és megmunkálhatóságát, miközben biztosítja a SiC szennyeződés-szabályozását és felületi tartósságát.

II. Gyakori kihívások és a Semixlab megoldásai

1. Részecskeképződés és felületi szennyeződés

Megoldás: Sűrű CVD SiC fedőréteg + többlépcsős nano-polírozású felület (tipikus Ra ≤0.2 μm). Gázkibocsátási és részecskevizsgálatokat végeztek a szállítás előtt; opcionális védőrétegek a további életciklus-védelem érdekében.

2. A hordozófelület plazmaeróziója

Megoldás: Optimalizált CVD SiC vastagság (ügyfél által meghatározott, jellemzően 100-300 μm) és opcionális TaC tömítőrétegek extrém kémiai körülmények között. Gyorsított plazma élettartam tesztelés (folyamatrecept szimuláció) a minősítés előtt.

3. Bevonat delamináció vagy határfelületi hibák

Megoldás: Felület-előkezelések (tisztítás+mikrotextúrázás), fokozatos tapadású közbenső rétegek és alacsony feszültségű leválasztási receptúrák a termikus eltérés és a maradék feszültség minimalizálása érdekében.

4. Hő okozta torzulás és vetemedés ciklus közben

Megoldás: Végeselem-vezérelt lemezgeometria, szabályozott hordozósűrűség-kiválasztás és gyártás utáni hőkezelés a maradék feszültségek enyhítésére. Rendelkezésre álló merevítő bordák vagy hátlapok extrém síkfelületi követelményekhez.

Tipikus alkalmazások a LED maratási folyamatokban

A LED maratási folyamat során a SiC hordozólemez mechanikai, termikus és kémiai határfelületként szolgál a lapka és a maró környezet között. A Semixlab SiC hordozólemeze, amely nagy tisztaságú grafit hordozóra épül, sűrű CVD SiC bevonattal, kifejezetten a lapka stabil hőmérséklet-szabályozásának, kémiai ellenállásának és részecskementes működésének biztosítására szolgál az ismételt plazmaciklusok során. Az alábbiakban a LED maratási sorokon belüli főbb alkalmazási forgatókönyvek lebontását láthatja:

1. Lapkatámasz és hőkezelés ICP/RIE maratásban

A LED-maratógépekben, mint például a SAMCO, az Oxford Instruments és a LAM ICP maratókban, a lapkákat (általában 2–8 hüvelykes, beleértve a GaN-on-Sapphire vagy GaN-on-Si szubsztrátokat) a SiC hordozólemezre szerelik.

A fuvarozónak biztosítania kell:

● Egyenletes hőátadás a lapka és az elektrosztatikus tokmány (ESC) vagy mechanikus szorító között;

● Kiváló síkfelület a következetes plazmaexpozíció és a maratási mélység szabályozásának biztosítása érdekében;

● Magas hővezető képesség (a grafitmagból származik) a lokalizált túlmelegedés („forró pontok”) kiküszöbölésére, amelyek a maratás egyenetlenségéhez vagy hibák kialakulásához vezethetnek.

A Semixlab hibrid szerkezete stabil hőmérsékleti profilt biztosít (±1°C a lapka felületén), lehetővé téve a marási sebesség és a szelektivitás pontos szabályozását – ami kritikus fontosságú a LED mesa geometriájának és az oldalfal simaságának fenntartásához.

2. Hátoldali hővezetés és ostyavédelem

Sok LED marókamrában a lapkák lefelé nézve vannak felszerelve, és a hordozólemez hátoldali hővezetést biztosít a hőmérséklet egyenletességének fenntartása érdekében. Már a hőérintkezés apró egyenetlenségei is a következőkhöz vezethetnek:

● Marási sebesség eltérése;

● Fotoreziszt égetés;

● Nem egyenletes mesa magasság – mindezek rontják a LED-ek teljesítményét.

A Semixlab tükörfényes CVD SiC bevonata biztosítja a szeletek szoros érintkezését, míg a grafit hordozó tompítja a hősokkokat a receptátmenetek során (pl. a maratás és a hűtési lépések között).

Ez a kombináció minimalizálja a lapka feszültségét és megakadályozza a mikrorepedések kialakulását a törékeny zafír vagy GaN szubsztrátumokban.

3. Mechanikai illesztés és kamrakompatibilitás

A SiC hordozólemezek precíziós mechanikai interfészként is funkcionálnak a lapka és a folyamatkamra hardverei között.

A grafitmag könnyű és megmunkálható jellege lehetővé teszi az összetett geometriák – például az illesztőfuratok, bemélyedések és a hátoldali csatornák – létrehozását, így tökéletesen integrálható a különféle szerszámkonfigurációkkal.

A Semixlab kialakítása biztosítja:

● Méretkompatibilitás a többszeletes szakaszos maratógépekkel és az egyszeletes szerszámokkal;

● Könnyű ostya be-/kirakodás robotkarokkal;

● Csökkentett mechanikai igénybevétel a törékeny GaN ostyákon az átviteli ciklusok során.