SiC ilə örtülmüş qrafit əsasları ümumiyyətlə metal-üzvi kimyəvi buxar çökmə (MOCVD) avadanlıqlarında tək kristal substratları dəstəkləmək və qızdırmaq üçün istifadə olunur. SiC ilə örtülmüş qrafit bazanın istilik sabitliyi, istilik vahidliyi və digər performans parametrləri epitaksial materialın böyüməsinin keyfiyyətində həlledici rol oynayır, buna görə də MOCVD avadanlığının əsas əsas komponentidir.
Gofret istehsalı prosesində cihazların istehsalını asanlaşdırmaq üçün bəzi vafli substratlarda epitaksial təbəqələr daha da qurulur. Tipik LED işıq yayan qurğular silikon substratlarda GaAs-ın epitaksial təbəqələrini hazırlamalıdır; SiC epitaksial təbəqəsi yüksək gərginlik, yüksək cərəyan və digər güc tətbiqləri üçün SBD, MOSFET və s. kimi cihazların tikintisi üçün keçirici SiC substratında yetişdirilir; GaN epitaksial təbəqəsi rabitə kimi RF tətbiqləri üçün HEMT və digər cihazları daha da qurmaq üçün yarı izolyasiya edilmiş SiC substratı üzərində qurulur. Bu proses CVD avadanlığından ayrılmazdır.
CVD avadanlıqlarında substratı birbaşa metalın üzərinə yerləşdirmək və ya sadəcə epitaksial çökmə üçün bazaya qoymaq olmaz, çünki o, qaz axını (üfüqi, şaquli), temperatur, təzyiq, fiksasiya, çirkləndiricilərin tökülməsi və digər aspektləri əhatə edir. təsir faktorları. Buna görə də, bir baza lazımdır, sonra substrat diskə yerləşdirilir və sonra epitaksial çökmə CVD texnologiyasından istifadə edərək substratda aparılır və bu əsas SiC ilə örtülmüş qrafit bazadır (həmçinin tray kimi də tanınır).
SiC ilə örtülmüş qrafit əsasları ümumiyyətlə metal-üzvi kimyəvi buxar çökmə (MOCVD) avadanlıqlarında tək kristal substratları dəstəkləmək və qızdırmaq üçün istifadə olunur. SiC ilə örtülmüş qrafit bazanın istilik sabitliyi, istilik vahidliyi və digər performans parametrləri epitaksial materialın böyüməsinin keyfiyyətində həlledici rol oynayır, buna görə də MOCVD avadanlığının əsas əsas komponentidir.
Metal-üzvi kimyəvi buxar çökmə (MOCVD) mavi LED-də GaN filmlərinin epitaksial böyüməsi üçün əsas texnologiyadır. O, sadə əməliyyat, idarə olunan böyümə sürəti və GaN filmlərinin yüksək saflığının üstünlüklərinə malikdir. MOCVD avadanlığının reaksiya kamerasının mühüm komponenti kimi, GaN filminin epitaksial böyüməsi üçün istifadə edilən daşıyıcı baza yüksək temperatur müqaviməti, vahid istilik keçiriciliyi, yaxşı kimyəvi sabitlik, güclü istilik zərbəsinə davamlılıq və s. üstünlüklərə malik olmalıdır. Qrafit materialı cavab verə bilər. yuxarıdakı şərtlər.
MOCVD avadanlıqlarının əsas komponentlərindən biri kimi, qrafit bazası substratın daşıyıcısı və qızdırıcı orqanıdır ki, bu da film materialının vahidliyini və saflığını birbaşa təyin edir, buna görə də onun keyfiyyəti epitaksial təbəqənin hazırlanmasına birbaşa təsir göstərir və eyni zamanda zaman, istifadə sayının artması və iş şəraitinin dəyişməsi ilə istehlak materiallarına aid olan geymək çox asandır.
Qrafit əla istilik keçiriciliyinə və sabitliyə malik olsa da, MOCVD avadanlığının əsas komponenti kimi yaxşı üstünlüyə malikdir, lakin istehsal prosesində qrafit korroziyalı qazların və metal üzvi maddələrin qalıqlarına görə tozu korroziyaya uğradacaq və qrafitin xidmət müddəti qrafit bazası xeyli azalacaq. Eyni zamanda, düşən qrafit tozu çipin çirklənməsinə səbəb olacaq.
Kaplama texnologiyasının ortaya çıxması səth tozunun fiksasiyasını təmin edə, istilik keçiriciliyini artıra və bu problemi həll etmək üçün əsas texnologiyaya çevrilmiş istilik paylanmasını bərabərləşdirə bilər. MOCVD avadanlığının istifadəsi mühitində qrafit bazası, qrafit əsaslı səth örtüyü aşağıdakı xüsusiyyətlərə cavab verməlidir:
(1) Qrafit bazası tam bükülə bilər və sıxlığı yaxşıdır, əks halda qrafit bazası aşındırıcı qazda asanlıqla korroziyaya məruz qalır.
(2) Qrafit baza ilə birləşmə gücü yüksəkdir ki, bir neçə yüksək temperatur və aşağı temperatur dövründən sonra örtüyün düşməsi asan deyil.
(3) Yüksək temperaturda və aşındırıcı atmosferdə örtük çatışmazlığının qarşısını almaq üçün yaxşı kimyəvi sabitliyə malikdir.
SiC korroziyaya davamlılıq, yüksək istilik keçiriciliyi, termal şok müqaviməti və yüksək kimyəvi sabitlik üstünlüklərinə malikdir və GaN epitaksial atmosferində yaxşı işləyə bilər. Bundan əlavə, SiC-nin istilik genişlənmə əmsalı qrafitdən çox az fərqlənir, ona görə də SiC qrafit əsasının səth örtüyü üçün üstünlük verilən materialdır.
Hal-hazırda ümumi SiC əsasən 3C, 4H və 6H tiplidir və müxtəlif kristal növlərinin SiC istifadəsi fərqlidir. Məsələn, 4H-SiC yüksək güclü cihazlar istehsal edə bilər; 6H-SiC ən stabildir və fotoelektrik cihazları istehsal edə bilir; GaN-ə bənzər quruluşuna görə 3C-SiC GaN epitaksial təbəqəsini istehsal etmək və SiC-GaN RF cihazlarını istehsal etmək üçün istifadə edilə bilər. 3C-SiC ümumiyyətlə β-SiC kimi də tanınır və β-SiC-nin mühüm istifadəsi film və örtük materialıdır, buna görə də β-SiC hazırda örtük üçün əsas materialdır.
Silikon karbid örtüyünün hazırlanması üsulu
Hal-hazırda SiC örtüyünün hazırlanma üsullarına əsasən gel-sol üsulu, yerləşdirmə üsulu, fırça ilə örtük üsulu, plazma çiləmə üsulu, kimyəvi qaz reaksiyası üsulu (CVR) və kimyəvi buxar çökmə üsulu (CVD) daxildir.
Yerləşdirmə üsulu:
Metod, əsasən Si tozu və C tozunun qarışığını yerləşdirmə tozu kimi istifadə edən bir növ yüksək temperaturlu bərk faza sinterləməsidir, qrafit matrisi yerləşdirmə tozuna yerləşdirilir və yüksək temperaturda sinterləmə inert qazda aparılır. , və nəhayət, qrafit matrisinin səthində SiC örtüyü əldə edilir. Proses sadədir və örtük və substrat arasında birləşmə yaxşıdır, lakin qalınlıq istiqamətində örtüyün vahidliyi zəifdir, bu da daha çox çuxur istehsal etmək asan və zəif oksidləşmə müqavimətinə səbəb olur.
Fırça ilə örtmə üsulu:
Fırça ilə örtmə üsulu əsasən qrafit matrisinin səthində maye xammalı fırçalamaq və sonra örtüyü hazırlamaq üçün xammalı müəyyən bir temperaturda müalicə etməkdir. Proses sadədir və maya dəyəri azdır, lakin fırça ilə örtmə üsulu ilə hazırlanan örtük substratla birlikdə zəifdir, örtüyün vahidliyi zəifdir, örtük nazikdir və oksidləşmə müqaviməti aşağıdır və digər üsullara kömək etmək lazımdır. o.
Plazma çiləmə üsulu:
Plazma ilə çiləmə üsulu əsasən ərinmiş və ya yarım ərinmiş xammalın plazma tabancası ilə qrafit matrisinin səthinə püskürtülməsi və sonra bərkidilməsi və örtük əmələ gətirilməsidir. Metod işləmək üçün sadədir və nisbətən sıx bir silisium karbid örtüyü hazırlaya bilər, lakin metodla hazırlanan silisium karbid örtüyü çox vaxt çox zəifdir və zəif oksidləşmə müqavimətinə səbəb olur, buna görə də ümumiyyətlə SiC kompozit örtüyünün hazırlanmasında istifadə olunur. örtüyün keyfiyyəti.
Gel-sol üsulu:
Gel-sol üsulu əsasən matrisin səthini örtən vahid və şəffaf sol məhlulunun hazırlanması, gel halına salınması və sonra örtük əldə edilməsi üçün sinterlənməsindən ibarətdir. Bu metodun istismarı sadədir və dəyəri azdır, lakin istehsal olunan örtükdə aşağı istilik zərbəsinə davamlılıq və asan çatlama kimi bəzi çatışmazlıqlar var, buna görə də geniş istifadə edilə bilməz.
Kimyəvi qaz reaksiyası (CVR):
CVR əsasən yüksək temperaturda SiO buxarı yaratmaq üçün Si və SiO2 tozundan istifadə edərək SiC örtüyü yaradır və C materialının substratının səthində bir sıra kimyəvi reaksiyalar baş verir. Bu üsulla hazırlanan SiC örtüyü substratla sıx bağlıdır, lakin reaksiya temperaturu daha yüksəkdir və dəyəri daha yüksəkdir.
Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD):
Hazırda CVD substrat səthində SiC örtüyünün hazırlanması üçün əsas texnologiyadır. Əsas proses qaz fazasının reaktiv materialının substratın səthində bir sıra fiziki və kimyəvi reaksiyalarıdır və nəhayət, substratın səthində çökmə yolu ilə SiC örtüyü hazırlanır. CVD texnologiyası ilə hazırlanmış SiC örtüyü substratın səthinə sıx şəkildə bağlanır, bu da substrat materialının oksidləşmə müqavimətini və ablativ müqavimətini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər, lakin bu metodun çökmə müddəti daha uzundur və reaksiya qazı müəyyən bir toksikliyə malikdir. qaz.
SiC örtüklü qrafit bazanın bazar vəziyyəti
Xarici istehsalçılar erkən işə başlayanda açıq liderliyə və yüksək bazar payına malik idilər. Beynəlxalq miqyasda SiC örtüklü qrafit bazasının əsas təchizatçıları Hollandiya Xycard, Almaniya SGL Carbon (SGL), Yaponiya Toyo Carbon, Amerika Birləşmiş Ştatları MEMC və beynəlxalq bazarı tutan digər şirkətlərdir. Çin qrafit matrisinin səthində SiC örtüyünün vahid böyüməsinin əsas əsas texnologiyasını sındırsa da, yüksək keyfiyyətli qrafit matrisi hələ də Alman SGL, Japan Toyo Carbon və digər müəssisələrə əsaslanır, yerli müəssisələr tərəfindən təmin edilən qrafit matrisi xidmətə təsir göstərir. istilik keçiriciliyi, elastik modul, sərt modul, şəbəkə qüsurları və digər keyfiyyət problemlərinə görə həyat. MOCVD avadanlığı SiC örtüklü qrafit bazanın istifadə tələblərinə cavab verə bilməz.
Çinin yarımkeçirici sənayesi sürətlə inkişaf edir, MOCVD epitaksial avadanlıqların lokalizasiya dərəcəsinin tədricən artması və digər proses tətbiqetmələrinin genişlənməsi ilə gələcək SiC örtüklü qrafit bazası məhsul bazarının sürətlə böyüməsi gözlənilir. İlkin sənaye hesablamalarına görə, yaxın bir neçə ildə daxili qrafit bazası bazarı 500 milyon yuanı keçəcək.
SiC örtüklü qrafit bazası mürəkkəb yarımkeçirici sənayeləşdirmə avadanlığının əsas komponentidir, onun istehsalının və istehsalının əsas əsas texnologiyasına yiyələnmək və bütün xammal-proses-avadanlıq sənayesi zəncirinin lokallaşdırılmasının həyata keçirilməsinin inkişafını təmin etmək üçün böyük strateji əhəmiyyət kəsb edir. Çinin yarımkeçirici sənayesi. Yerli SiC örtüklü qrafit bazası sahəsi sürətlə inkişaf edir və məhsulun keyfiyyəti tezliklə beynəlxalq qabaqcıl səviyyəyə çata bilər.
Göndərmə vaxtı: 24 iyul 2023-cü il