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Composants procédés d'épitaxie

Composants pour les procédés d’épitaxie

Les procédés d'épitaxie MOCVD ou MBE jouent un rôle décisif dans la production de puces LED, de transistors, de cellules solaires et d'autres composants optoélectroniques. Ces procédés sont utilisés dans la production de couches semi-conductrices cristallins. L'abréviation MOCVD signifie Metal Organic Chemical Vapour Deposition. MBE est l'abréviation de Molecular Beam Epitaxy. Lors de ces procédés, les matériaux du réacteur d'épitaxie sont exposés à une chaleur énorme. Ici, nos composants résistants aux températures en métaux réfractaires apportent une contribution décisive à un procédé fiable et efficace.

Vos bénéfices en bref :

  • Simulation avec l'analyse par éléments finis (FEM)

  • Conceptions personnalisées et solutions sur mesure

  • Procédé de revêtement breveté

  • Réduction des coûts grâce à une température de travail réduite

  • Réduction des coûts grâce à l'augmentation de la durée de service

  • Rendement supérieur par cycle de revêtement

Les éléments chauffants d'un système MOCVD sont chauffés à 2 000 °C. Nos matériaux haute performance, le molybdène et le tungstène, sont indispensables pour divers boucliers, collecteurs de gaz et éléments chauffants soumis à de hautes températures. Plansee propose plus de 50 composants différents pour le MOCVD. Nous sommes un fabricant reconnu d'équipements MOCVD d'origine, mais nous sommes également actifs sur le marché des pièces de rechange. Et avec nos conceptions techniques améliorées et nos revêtements brevetés, nous sommes bien plus qu'un simple remplacement pour nos clients.

Conceptions personnalisées pour une répartition de la température homogène

Les couches semi-conductrices d'une LED doivent émettre de la lumière avec une longueur d'onde aussi uniforme que possible. Une condition préalable importante est la répartition de la température homogène dans le système MOCVD. Toute déviation du profil de température entraîne par la suite une modification de la couleur de la lumière émise. Dans le cadre de calculs élaborés, nos techniciens utilisent l'analyse par éléments finis (FEM) pour simuler le processus MOCVD du système concerné et améliorer la conception de nos composants de chauffe. Les nouveaux composants augmentent l'homogénéité de la température dans la chambre de réaction. Le client bénéficie d'un rendement plus élevé par cycle de revêtement et donc d'une meilleure productivité.

En collaboration avec nos clients, nous développons principalement des conceptions personnalisées pour les éléments chauffants, mais aussi pour d'autres composants du réacteur MOCVD.

Simulations, composants pour les procédés d'épitaxie

Durée de vie prolongée

 

 

Plus les éléments chauffants diffusent efficacement la chaleur, moins ils ont besoin d'être chauffés. Pour maximiser le rayonnement thermique, Plansee a développé un procédé de revêtement breveté.

 

 

Le revêtement à base de tungstène se caractérise par une porosité élevée, ce qui augmente considérablement la surface des éléments chauffants. L'effet : l'émissivité de la surface augmente, la température de travail diminue et la durée de service des éléments chauffants s'en trouve prolongée de plusieurs mois.

Les matériaux dans le réacteur d'épitaxie ne doivent pas rentrer en fusion, même à des températures allant jusqu'à 2 200 °C. Ce n'est pas un problème pour Plansee. Nous fabriquons des composants résistants à la température en molybdène, en tungstène et en alliages spéciaux pour votre système. Les avantages :

  • point de fusion élevé : 
    Le molybdène (point de fusion : 2 620 °C) et le tungstène (point de fusion : 3 420 °C) appartiennent aux métaux à haut point de fusion et, avec leurs points de fusion élevés, ils sont également parfaits pour les procédés à haute température.
  • Résistance à la corrosion : 
    le molybdène et le tungstène résistent à la corrosion dans différentes atmosphères, même à des températures très élevées :
  Molybdène Tungstène
Gaz ammoniac jusqu'à 1 000 °C (1 273 K)
aucune réaction
au-dessus de 1 000 °C (1 273 K)
nitruration de surface possible
jusqu'à 1 000 °C (1 273 K)
aucune réaction
au-dessus de 1 000 °C (1 273 K)
nitruration de surface possible
Gaz nobles jusqu'aux températures les plus élevées
aucune réaction
jusqu'aux températures les plus élevées
aucune réaction
Dioxyde de carbone oxydation
à plus de 1 200 °C (1 473 K)
oxydation
à plus de 1 200 °C (1 473 K)
Monoxyde de carbone oxydation
à plus de 1 400 °C (1 673 K)
oxydation
à plus de 1 400 °C (1 673 K)
Hydrocarbures carburation à
plus de 1 100 °C (1 373 K)
carburation à
plus de 1 200 °C (1 473 K)
Air et oxygène oxydation à
plus de 400 °C (673 K)
sublimation à
plus de 600 °C (873 K)
oxydation à
plus de 500 °C (773 K)
sublimation à
plus de 850 °C (1 123 K)
Azote
aucune réaction
jusqu'aux températures les plus élevées (s'applique au molybdène pur)

aucune réaction
jusqu'aux températures les plus élevées (s'applique au tungstène pur)
Vapeur d'eau oxydation à
plus de 700 °C (973 K)
oxydation à
plus de 700 °C (973 K)
Hydrogène
aucune réaction
jusqu'aux températures les plus élevées (respecter le point de rosée)

aucune réaction
jusqu'aux températures les plus élevées (respecter le point de rosée)
  • Pureté élevée : 
    les impuretés présentes dans les composants du réacteur peuvent également contaminer le semi-conducteur pendant son fonctionnement. Pour garantir la qualité des semi-conducteurs et donc l'efficacité des LED ou des transistors, nos matériaux doivent être particulièrement purs. Nous garantissons une pureté de plus de 99,97 %.

  • Faible pression de vapeur : 
    notre matériau est parfaitement adapté à une utilisation sous vide poussé et sous ultravide.

Des exigences de non déformabilité spécifiques ?

Le molybdène et le tungstène conservent leur forme même à des températures élevées et en cas de refroidissement et de chauffage fréquents. Grâce à des alliages spéciaux tels que le TZM, le WVM, le ML et le WL, nous avons encore optimisé la durée de vie de nos matériaux. Ils convainquent par une résistance au fluage et une résistance de matériau particulièrement élevées.