La base/le plateau en graphite est un composant de support et de chauffage essentiel dans la fabrication de semi-conducteurs, utilisé pour soutenir les tranches et obtenir une répartition uniforme de la chaleur lors de processus-à haute température tels que le CVD, le PVD, la gravure et la croissance épitaxiale. Utilisant un substrat en graphite isostatique d'ultra-haute-pureté et combinant des technologies de revêtement avancées (telles que SiC, TaC, BN, etc.), il garantit la stabilité structurelle, l'inertie chimique et l'uniformité du champ thermique dans un environnement extrême de 1 000 à 1 800 degrés. Il s’agit d’un élément clé pour garantir le rendement et les performances des plaquettes.
| Couche de structure | Type de matériau | Paramètres techniques | Fonction principale |
|---|---|---|---|
| Substrat | Graphite isostatique de haute-pureté | Pureté supérieure ou égale à 99,9995 % (5N-6N), densité 1,85-1,95 g/cm³, structure à grains fins (inférieure ou égale à 50 μm) | Fournit une conductivité thermique élevée, un faible coefficient de dilatation et d'excellentes performances d'usinage |
| Couche de transition (facultatif) | Nitrure de bore (BN)/nitrure de silicium (SiNₓ) | Épaisseur 5-15μm, uniforme et dense | Améliore l'adhérence du revêtement et soulage le décalage de dilatation thermique |
| Revêtement fonctionnel | Carbure de silicium (SiC)/carbure de tantale (TaC) | Épaisseur 80-150μm, densité supérieure ou égale à 99,9 % | Offrent l'inertie chimique, la résistance à l'usure et le contrôle de la contamination |
| Traitement de surface | Polissage/texturation de précision | Rugosité de surface Ra Inférieur ou égal à 0,8 μm | Assurer l’ajustement des plaquettes et l’uniformité de la température |
Suscepteur de plaquette unique
Application : Processus avancés pour la croissance épitaxiale SiC/GaN de 8/12 pouces
Caractéristiques : Conception intégrée,-fentes de positionnement précises intégrées, différence de température du bord central-inférieure ou égale à ± 1,5 degré
Applications typiques :-équipements MOCVD haut de gamme tels que ASM, Applied Materials
Plateau à gaufrettes multi-
Spécification : 6/8 pouces, capable de contenir 4 à 12 plaquettes
Caractéristiques : conception de contrôle de température de zone, positionnement indépendant des plaquettes, canaux de circulation d'air optimisés
Applications typiques : fours épitaxiaux de production de masse, fabrication de puces LED
Base de type baril-(Barrel Susceptor)
Structure : cylindrique/en forme d'anneau-, pour charger verticalement des plaquettes
Caractéristiques : utilisation efficace de l'espace, répartition uniforme du flux d'air, adaptée à la production de masse
Applications typiques : réacteurs LPE, procédé d'épitaxie polycristallin
Plateau flottant à air- (Air Float Tray)
Innovation :-microcanaux de flux d'air-intégrés, permettant un transfert de tranches sans contact
Avantages : Zéro contamination par des particules, plaquette sans contrainte mécanique, adaptée aux plaquettes ultra-fines/flexibles
Applications typiques : dispositifs d'alimentation SiC,-fabrication de capteurs haut de gamme
Processus de fabrication
Personnalisation des matières premières de haute-pureté : sélectionnez du graphite en flocons naturel, subissez une purification chimique + une graphitisation à haute-température pour éliminer les impuretés métalliques jusqu'au niveau ppb.
Pressage isostatique : utiliser la technologie de pressage isostatique à froid (CIP), avec une pression de 300-500 MPa, pour un pressage entièrement directionnel, garantissant une erreur anisotrope inférieure ou égale à 3 %
Graphitisation à haute-température : traitement de graphitisation à 2 800 - 3 000 degrés, améliorant la cristallinité et la conductivité thermique, réduisant la résistivité à 10-15 μΩ·m
Traitement CNC précis : centre d'usinage à cinq-axes, réalisant des structures complexes telles que des canaux d'écoulement, des rainures de positionnement et des trous de ventilation, avec une tolérance dimensionnelle de ±0,01 mm
Domaines d'application spéciaux
Emballage avancé : procédé TSV (Silicon Through Hole) utilisé pour le support et le chauffage des plaquettes, garantissant l'uniformité des trous à rapport d'aspect élevé
Dispositifs de puissance : processus d'épitaxie SiC dans la fabrication d'IGBT et de MOSFET, nécessitant que le substrat résiste à des températures élevées de 1 600 degrés et plus
Optoélectronique : épitaxie GaAs/InP dans la fabrication de VCSEL et de détecteurs, nécessitant une contamination extrêmement faible et une uniformité de température élevée
MEMS : processus de dépôt à haute-température dans la fabrication de systèmes micro-électromécaniques, contrôlant avec précision la répartition des contraintes du film
Appareils quantiques : Exigences d'ultra-pureté élevée (impuretés inférieures ou égales à 1 ppm) dans la fabrication de puces supraconductrices et de points quantiques, solutions de revêtement personnalisées
Études de cas de réussite client
Un important fabricant international de dispositifs de puissance SiC : après l'adoption du substrat de revêtement TaC, le taux de défauts de la plaquette épitaxiale a diminué de 42 % et l'efficacité de la production a augmenté de 25 %
Une importante usine nationale de puces LED : grâce à des plateaux multi-à revêtement SiC, le taux de fonctionnement de l'équipement a augmenté de 30 % et le coût de maintenance annuel a diminué de 50 %
Un institut européen de recherche sur les MEMS : une base flottante-aérodynamique personnalisée a résolu le problème de la déformation des plaquettes minces et le cycle de recherche et développement a été raccourci de 6 mois.
| Paramètre | Unité | Suscepteur de plaquette unique (8") | Multi-Plateau à gaufrettes (6", 6 pièces) | Suscepteur de baril | Plateau à flotteur pneumatique (SiC) |
|---|---|---|---|---|---|
| Matériau de base | - | Graphite isostatique de haute-pureté (5N) | Graphite isostatique de haute-pureté (5N) | Graphite haute-densité (6N) | Graphite à grains ultra-fins (6N) |
| Type de revêtement | - | CVD SiC | Couche intermédiaire CVD SiC + BN | CVD SiC | TaC MCV |
| Épaisseur du revêtement | μm | 100-120 | 80-100 | 120-150 | 90-110 |
| Pureté (totale) | % | Supérieur ou égal à 99,9995 | Supérieur ou égal à 99,999 | Supérieur ou égal à 99,9999 | Supérieur ou égal à 99,9999 |
| Densité | g/cm³ | 1.90-1.95 | 1.88-1.92 | 1.92-1.96 | 1.93-1.97 |
| Conductivité thermique | W/m·K | 250-280 | 220-250 | 200-230 | 270-300 |
| Température de fonctionnement maximale | degré | 1700 (inerte) | 1600 (inerte) | 1800 (inerte) | 1650 (inerte) |
| Uniformité de la température | % | ±1.0 | ±1.5 | ±2.0 | ±0.8 |
| Rugosité de surface (Ra) | μm | Inférieur ou égal à 0,5 | Inférieur ou égal à 0,8 | Inférieur ou égal à 1,0 | Inférieur ou égal à 0,3 |
| Tolérance dimensionnelle | mm | ±0.01 | ±0.02 | ±0.03 | ±0.008 |
| Durée de vie typique | Cycles | 2500+ | 2000+ | 1800+ | 3000+ |
| Compatibilité des tailles de plaquettes | pouce | 8 | 6 (6 pièces) | 4-6 (12 pièces) | 8 |
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