Defnyddir seiliau graffit wedi'u gorchuddio â SiC yn gyffredin i gynnal a gwresogi swbstradau crisial sengl mewn offer dyddodiad anwedd cemegol metel-organig (MOCVD). Mae sefydlogrwydd thermol, unffurfiaeth thermol a pharamedrau perfformiad eraill sylfaen graffit wedi'i orchuddio â SiC yn chwarae rhan bendant yn ansawdd twf deunydd epitaxial, felly dyma'r elfen allweddol graidd o offer MOCVD.
Yn y broses o weithgynhyrchu wafferi, mae haenau epitaxial yn cael eu hadeiladu ymhellach ar rai swbstradau wafferi i hwyluso gweithgynhyrchu dyfeisiau. Mae angen i ddyfeisiau allyrru golau LED nodweddiadol baratoi haenau epitaxial o GaAs ar swbstradau silicon; Mae'r haen epitaxial SiC yn cael ei dyfu ar y swbstrad SiC dargludol ar gyfer adeiladu dyfeisiau megis SBD, MOSFET, ac ati, ar gyfer foltedd uchel, cerrynt uchel a chymwysiadau pŵer eraill; Mae haen epitaxial GaN wedi'i hadeiladu ar swbstrad SiC lled-inswleiddio i adeiladu HEMT a dyfeisiau eraill ymhellach ar gyfer cymwysiadau RF megis cyfathrebu. Mae'r broses hon yn anwahanadwy oddi wrth offer CVD.
Yn yr offer CVD, ni ellir gosod y swbstrad yn uniongyrchol ar y metel na'i osod yn syml ar sylfaen ar gyfer dyddodiad epitaxial, oherwydd ei fod yn cynnwys y llif nwy (llorweddol, fertigol), tymheredd, pwysedd, gosodiad, gollwng llygryddion ac agweddau eraill ar y ffactorau dylanwad. Felly, mae angen sylfaen, ac yna gosodir y swbstrad ar y disg, ac yna cynhelir y dyddodiad epitaxial ar y swbstrad gan ddefnyddio technoleg CVD, a'r sylfaen hon yw sylfaen graffit wedi'i orchuddio â SiC (a elwir hefyd yn yr hambwrdd).
Defnyddir seiliau graffit wedi'u gorchuddio â SiC yn gyffredin i gynnal a gwresogi swbstradau crisial sengl mewn offer dyddodiad anwedd cemegol metel-organig (MOCVD). Mae sefydlogrwydd thermol, unffurfiaeth thermol a pharamedrau perfformiad eraill sylfaen graffit wedi'i orchuddio â SiC yn chwarae rhan bendant yn ansawdd twf deunydd epitaxial, felly dyma'r elfen allweddol graidd o offer MOCVD.
Dyddodiad anwedd cemegol metel-organig (MOCVD) yw'r dechnoleg brif ffrwd ar gyfer twf epitaxial ffilmiau GaN mewn LED glas. Mae ganddo fanteision gweithrediad syml, cyfradd twf y gellir ei reoli a phurdeb uchel ffilmiau GaN. Fel elfen bwysig yn siambr adwaith offer MOCVD, mae angen i'r sylfaen dwyn a ddefnyddir ar gyfer twf epitaxial ffilm GaN gael manteision ymwrthedd tymheredd uchel, dargludedd thermol unffurf, sefydlogrwydd cemegol da, ymwrthedd sioc thermol cryf, ac ati Gall deunydd graffit gwrdd yr amodau uchod.
Fel un o gydrannau craidd offer MOCVD, sylfaen graffit yw cludwr a chorff gwresogi'r swbstrad, sy'n pennu'n uniongyrchol unffurfiaeth a phurdeb y deunydd ffilm, felly mae ei ansawdd yn effeithio'n uniongyrchol ar baratoi'r daflen epitaxial, ac ar yr un peth amser, gyda'r cynnydd yn nifer y defnyddiau a'r newid mewn amodau gwaith, mae'n hawdd iawn ei wisgo, sy'n perthyn i'r nwyddau traul.
Er bod gan graffit ddargludedd thermol a sefydlogrwydd rhagorol, mae ganddo fantais dda fel elfen sylfaenol o offer MOCVD, ond yn y broses gynhyrchu, bydd graffit yn cyrydu'r powdr oherwydd gweddillion nwyon cyrydol a organig metelaidd, a bywyd gwasanaeth y bydd sylfaen graffit yn cael ei leihau'n fawr. Ar yr un pryd, bydd y powdr graffit cwympo yn achosi llygredd i'r sglodion.
Gall ymddangosiad technoleg cotio ddarparu gosodiad powdr arwyneb, gwella dargludedd thermol, a chydraddoli dosbarthiad gwres, sydd wedi dod yn brif dechnoleg i ddatrys y broblem hon. Sylfaen graffit mewn amgylchedd defnyddio offer MOCVD, dylai cotio wyneb sylfaen graffit fodloni'r nodweddion canlynol:
(1) Gellir lapio'r sylfaen graffit yn llawn, ac mae'r dwysedd yn dda, fel arall mae'n hawdd cyrydu'r sylfaen graffit yn y nwy cyrydol.
(2) Mae cryfder y cyfuniad â'r sylfaen graffit yn uchel i sicrhau nad yw'r cotio yn hawdd i ddisgyn ar ôl sawl cylch tymheredd uchel a thymheredd isel.
(3) Mae ganddo sefydlogrwydd cemegol da i osgoi methiant cotio mewn tymheredd uchel ac awyrgylch cyrydol.
Mae gan SiC fanteision ymwrthedd cyrydiad, dargludedd thermol uchel, ymwrthedd sioc thermol a sefydlogrwydd cemegol uchel, a gall weithio'n dda yn awyrgylch epitaxial GaN. Yn ogystal, nid yw cyfernod ehangu thermol SiC yn wahanol iawn i graffit, felly SiC yw'r deunydd a ffefrir ar gyfer gorchuddio wyneb sylfaen graffit.
Ar hyn o bryd, mae'r SiC cyffredin yn bennaf yn fath 3C, 4H a 6H, ac mae'r defnydd SiC o wahanol fathau o grisial yn wahanol. Er enghraifft, gall 4H-SiC gynhyrchu dyfeisiau pŵer uchel; 6H-SiC yw'r mwyaf sefydlog a gall gynhyrchu dyfeisiau ffotodrydanol; Oherwydd ei strwythur tebyg i GaN, gellir defnyddio 3C-SiC i gynhyrchu haen epitaxial GaN a gweithgynhyrchu dyfeisiau RF SiC-GaN. Gelwir 3C-SiC hefyd yn gyffredin fel β-SiC, ac mae defnydd pwysig o β-SiC fel ffilm a deunydd cotio, felly β-SiC yw'r prif ddeunydd ar gyfer cotio ar hyn o bryd.
Dull ar gyfer paratoi cotio carbid silicon
Ar hyn o bryd, mae dulliau paratoi cotio SiC yn bennaf yn cynnwys dull gel-sol, dull ymgorffori, dull cotio brwsh, dull chwistrellu plasma, dull adwaith nwy cemegol (CVR) a dull dyddodiad anwedd cemegol (CVD).
Dull ymgorffori:
Mae'r dull yn fath o sintro cyfnod solet tymheredd uchel, sy'n bennaf yn defnyddio'r cymysgedd o bowdr Si a phowdr C fel y powdr mewnosod, gosodir y matrics graffit yn y powdr mewnosod, a gwneir y sintro tymheredd uchel yn y nwy anadweithiol , ac yn olaf mae'r cotio SiC yn cael ei sicrhau ar wyneb y matrics graffit. Mae'r broses yn syml ac mae'r cyfuniad rhwng y cotio a'r swbstrad yn dda, ond mae unffurfiaeth y cotio ar hyd y cyfeiriad trwch yn wael, sy'n hawdd cynhyrchu mwy o dyllau ac yn arwain at wrthwynebiad ocsideiddio gwael.
Dull cotio brwsh:
Y dull cotio brwsh yn bennaf yw brwsio'r deunydd crai hylif ar wyneb y matrics graffit, ac yna gwella'r deunydd crai ar dymheredd penodol i baratoi'r cotio. Mae'r broses yn syml ac mae'r gost yn isel, ond mae'r cotio a baratowyd gan ddull cotio brwsh yn wan mewn cyfuniad â'r swbstrad, mae'r unffurfiaeth cotio yn wael, mae'r cotio yn denau ac mae'r ymwrthedd ocsideiddio yn isel, ac mae angen dulliau eraill i gynorthwyo. mae'n.
Dull chwistrellu plasma:
Y dull chwistrellu plasma yn bennaf yw chwistrellu deunyddiau crai wedi'u toddi neu wedi'u lled-doddi ar wyneb y matrics graffit gyda gwn plasma, ac yna solidify a bond i ffurfio cotio. Mae'r dull yn syml i'w weithredu a gall baratoi cotio carbid silicon cymharol drwchus, ond mae'r cotio carbid silicon a baratowyd gan y dull yn aml yn rhy wan ac yn arwain at ymwrthedd ocsideiddio gwan, felly fe'i defnyddir yn gyffredinol ar gyfer paratoi cotio cyfansawdd SiC i wella ansawdd y cotio.
Dull gel-sol:
Y dull gel-sol yn bennaf yw paratoi hydoddiant sol unffurf a thryloyw sy'n gorchuddio wyneb y matrics, gan sychu i mewn i gel ac yna sintro i gael cotio. Mae'r dull hwn yn syml i'w weithredu ac yn isel mewn cost, ond mae gan y cotio a gynhyrchir rai diffygion megis ymwrthedd sioc thermol isel a chracio hawdd, felly ni ellir ei ddefnyddio'n eang.
Adwaith Nwy Cemegol (CVR):
Mae CVR yn cynhyrchu cotio SiC yn bennaf trwy ddefnyddio powdr Si a SiO2 i gynhyrchu stêm SiO ar dymheredd uchel, ac mae cyfres o adweithiau cemegol yn digwydd ar wyneb swbstrad deunydd C. Mae'r cotio SiC a baratowyd gan y dull hwn wedi'i gysylltu'n agos â'r swbstrad, ond mae'r tymheredd adwaith yn uwch ac mae'r gost yn uwch.
Dyddodiad Anwedd Cemegol (CVD):
Ar hyn o bryd, CVD yw'r brif dechnoleg ar gyfer paratoi cotio SiC ar wyneb y swbstrad. Y brif broses yw cyfres o adweithiau ffisegol a chemegol o ddeunydd adweithydd cyfnod nwy ar wyneb y swbstrad, ac yn olaf mae'r cotio SiC yn cael ei baratoi trwy ddyddodiad ar wyneb y swbstrad. Mae'r cotio SiC a baratowyd gan dechnoleg CVD wedi'i gysylltu'n agos ag wyneb y swbstrad, a all wella ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant abladol y deunydd swbstrad yn effeithiol, ond mae amser dyddodiad y dull hwn yn hirach, ac mae gan yr adwaith nwy wenwynig penodol. nwy.
Sefyllfa'r farchnad sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC
Pan ddechreuodd gweithgynhyrchwyr tramor yn gynnar, roedd ganddynt arweiniad clir a chyfran uchel o'r farchnad. Yn rhyngwladol, cyflenwyr prif ffrwd sylfaen graffit wedi'i orchuddio â SiC yw Iseldireg Xycard, yr Almaen SGL Carbon (SGL), Japan Toyo Carbon, yr Unol Daleithiau MEMC a chwmnïau eraill, sydd yn y bôn yn meddiannu'r farchnad ryngwladol. Er bod Tsieina wedi torri trwy'r dechnoleg graidd allweddol o dwf unffurf cotio SiC ar wyneb matrics graffit, mae matrics graffit o ansawdd uchel yn dal i ddibynnu ar SGL Almaeneg, Japan Toyo Carbon a mentrau eraill, mae'r matrics graffit a ddarperir gan fentrau domestig yn effeithio ar y gwasanaeth bywyd oherwydd dargludedd thermol, modwlws elastig, modwlws anhyblyg, diffygion dellt a phroblemau ansawdd eraill. Ni all yr offer MOCVD fodloni gofynion y defnydd o sylfaen graffit wedi'i orchuddio â SiC.
Mae diwydiant lled-ddargludyddion Tsieina yn datblygu'n gyflym, gyda chynnydd graddol o gyfradd leoleiddio offer epitaxial MOCVD, ac ehangu ceisiadau prosesau eraill, disgwylir i farchnad cynnyrch sylfaen graffit gorchuddio SiC yn y dyfodol dyfu'n gyflym. Yn ôl amcangyfrifon rhagarweiniol y diwydiant, bydd y farchnad sylfaen graffit domestig yn fwy na 500 miliwn yuan yn yr ychydig flynyddoedd nesaf.
Sylfaen graffit wedi'i orchuddio â SiC yw'r elfen graidd o offer diwydiannu lled-ddargludyddion cyfansawdd, gan feistroli technoleg graidd allweddol ei gynhyrchu a'i weithgynhyrchu, a sylweddoli bod lleoleiddio'r gadwyn diwydiant offer-proses deunydd crai gyfan o arwyddocâd strategol mawr ar gyfer sicrhau datblygiad diwydiant lled-ddargludyddion Tsieina. Mae maes sylfaen graffit wedi'i orchuddio â SiC domestig yn ffynnu, a gall ansawdd y cynnyrch gyrraedd y lefel uwch ryngwladol yn fuan.
Amser post: Gorff-24-2023