Bornitrid-Komponenten für MOCVD

Teile aus Bornitrid-Keramik

Heißgepresstes hexagonales Bornitrid wird oft als „weißer Graphit“ bezeichnet, da es eine ähnliche Schichtstruktur wie Graphit aufweist. Es verfügt über hervorragende thermische Eigenschaften: hohe Wärmeleitfähigkeit und ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit. In reduzierender Atmosphäre ist es bis zu 2000 °C und in oxidierender Atmosphäre bis zu 900 °C stabil. Es zeichnet sich durch gute Bearbeitbarkeit, geringe Wärmeausdehnung, Mikrowellentransparenz und hohe Nassbeständigkeit gegenüber geschmolzenen Metallen, Schlacken und Glas aus. Bornitrid-Keramikteile werden häufig als PVD-, MOCVD-, MBE-System, Ofenkomponenten, Schmelztiegel, Isolatoren, Unterlegscheiben, Düsen, Mikrowellenröhren, Kühlkörper und Wärmestrahlungsabschirmung verwendet.

Ein MOCVD-Reaktor ist eine Kammer aus einem Material, das nicht mit den verwendeten Chemikalien reagiert. Es muss auch hohen Temperaturen standhalten. Diese Kammer besteht aus Reaktorwänden, einer Auskleidung, einem Suszeptor, Gasinjektionseinheiten und Temperaturkontrolleinheiten.

Im MOCVD-Reaktor wird das Substrat von einem Sockel getragen, der auch als Suszeptor fungiert. Der Sockel/Suszeptor ist der primäre Ursprung der Wärmeenergie in der Reaktionskammer. Nur der Suszeptor wird erhitzt, sodass Gase nicht reagieren, bevor sie die heiße Waferoberfläche erreichen. Die Wände der Reaktionskammer in einem Kaltwandreaktor können jedoch indirekt durch die vom heißen Sockel/Suszeptor abgestrahlte Wärme erhitzt werden, bleiben jedoch kühler als der Sockel/Suszeptor und das Substrat, das der Sockel/Suszeptor trägt. Daher ist Bornitrid eine gute Wahl, da die Leistungsdichte, die Betriebstemperatur, der Isolationsgrad und die Spannungsfestigkeit von Heizelementen durch die Verwendung von Bornitrid als Isolator erheblich verbessert werden können. Es ist außerdem wirtschaftlicher und verringert die thermische Trägheit. Die Ringform reduziert die Größe des Heizsystems und verbessert die Wärmeübertragung.