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エピタキシャルプロセスコンポーネント

エピタキシャルプロセス用コンポーネント

エピタキシャルプロセスであるMOCVDとMBEは、LEDチップ、トランジスタ、太陽電池などの光電子部品の製造に重要な役割を果たしています。これらのプロセスは、結晶性の半導体層を形成するために用いられます。MOCVDはMetal Organic Chemical Vapor Deposition(有機金属化学気相成長法)の略語です。MBEは分子線エピタキシーの略です。これらのプロセスでは、エピタキシャルリアクターチャンバー内の材料は非常に高い熱にさらされます。弊社の耐火物金属製の温度体制コンポーネントは、信頼性の高い効率的なプロセスを確保するために、ここで重要な役割を果たしています。

一目でわかるメリット:

  • 有限要素法(FEM)によるシミュレーション

  • カスタマイズされた設計とオーダーメイドのソリューション

  • 特許取得済みのコーティングプロセス

  • 作動温度の低下によるコスト削減

  • 耐用年数の延長によるコスト削減

  • コーティングサイクルあたりの歩留まり向上

MOCVDシステムの発熱体は2000℃に加熱されています。このような高温になるため、プランゼーのモリブデンやタングステンの高機能材料は、各種シールド、ガスコレクター、発熱体に欠かせません。プランゼーは、50種類以上のMOCVD用コンポーネントを供給しています。プランゼーは、MOCVDシステムのOEMとして認知されているだけでなく、スペアパーツ市場にも積極的に参入しています。また、改良された技術設計と特許取得済みのコーティングにより、お客様にとって単なる代替品以上の存在となっています。

均質な温度分布のための顧客独自の設計

LEDの半導体層は、ほぼ同じ波長の光を透過させる必要があります。そのためには、MOCVDシステムの温度分布が均質であることが重要な前提条件となります。温度分布に偏差があると、後に放出される光の色が変わってしまいます。弊社のエンジニアは、有限要素法(FEM)を用いて各システムのMOCVDプロセスを緻密に計算してシミュレーションし、加熱コンポーネントの設計を改善しています。この新しいコンポーネントにより、リアクターチャンバー内の温度の均質性が向上しました。お客様は、コーティングサイクルあたりの歩留まりが向上し、より高い生産性を確保することができます。

弊社はお客様と協力して、MOCVDリアクター用の発熱体やその他のコンポーネントのカスタマイズ設計を行っています。

エピタキシャルプロセスのシミュレーション、コンポーネント

耐用年数の向上

 

 

効果的に熱を放射する発熱体ほど、加熱する必要がありません。プランゼーは、熱出力を最大化するために、特許取得済みのコーティングプロセスを開発しました。

 

 

タングステンベースの層は気孔率が高いのが特徴で、発熱体の表面を大幅に増やしています。その結果、表面の放射率が高まり、作動温度が下がり、発熱体の耐用年数がさらに数ヶ月延びるという効果が得られます。

エピタキシャルリアクターチャンバー内の材料は、2200℃までの温度に耐えられなければなりません。プランゼーにとってそれは問題ではありません。お客様のシステムに合わせて、モリブデン、タングステン、特殊合金製の耐熱性コンポーネントを製造します。メリット:

  • 高融点: 
    モリブデン(融点:2620℃)とタングステン(融点:3420℃)は、高融点の耐火物金属で、MOCVDやMBEなどの高温プロセスでの使用に適しています。
  • 腐食耐性 
    モリブデンやタングステンは、高温下でもさまざまな環境下で腐食耐性を発揮します。
  モリブデン タングステン
アンモニアガス 1000℃(1273K)
までは反応なし
1000℃(1273K)
以上は表面窒化の可能性あり
1000℃(1273K)
までは反応なし
1000℃(1273K)
以上は表面窒化の可能性あり
貴金属ガス 最高温度でも
反応なし
最高温度でも
反応なし
二酸化炭素 1200℃(1473K)以上での
酸化
1200℃(1473K)以上での
酸化
一酸化炭素 1400℃(1673K)
以上での酸化
1400℃(1673K)
以上での酸化
炭化水素 1100℃(1373K)以上での
カーボレーション
1200℃(1473K)以上での
カーボレーション
空気と酸素 400℃(673K)
以上で
酸化
600℃(873K)以上で昇華
500℃(773K)
以上で酸化
850℃(1123K)
以上で昇華
窒素 最高温度まで
無反応
(純粋なモリブデンにも適用される)
最高温度まで
無反応
(純粋なタングステンにも適用される)
水蒸気 700℃(973K)
以上での酸化
700℃(973K)
以上での酸化
水素 最高温度まで
反応なし
(露点に注意)
最高温度まで
反応なし
(露点に注意)
  • 高純度: 
    また、リアクター部品に含まれる不純物は、動作中の半導体を汚染する可能性があります。半導体の品質とLEDやトランジスタの効率を保証するためには、弊社の材料に不純物が含まれていないことが必要です。弊社は、99.97%以上の純度を保証します。

  • 低い蒸気圧: 
    弊社の材料は、高真空や超高真空での使用に適しています。

特殊な寸法安定性が必要な場合?

モリブデンやタングステンは、高温や頻繁な冷却・加熱サイクルにさらされても、その形状を維持します。弊社では、TZM、WVM、ML、WLなどの特殊合金により、材料の寿命をさらに延ばしています。これらの合金は、優れた耐クリープ性と材料の強度を備えています。