Οι βάσεις γραφίτη με επίστρωση SiC χρησιμοποιούνται συνήθως για τη στήριξη και τη θέρμανση μονοκρυσταλλικών υποστρωμάτων σε εξοπλισμό εναπόθεσης ατμών μετάλλου-οργανικού χημικού (MOCVD). Η θερμική σταθερότητα, η θερμική ομοιομορφία και άλλες παράμετροι απόδοσης της βάσης γραφίτη με επικάλυψη SiC διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην ποιότητα της επιταξιακής ανάπτυξης του υλικού, επομένως είναι το βασικό συστατικό του εξοπλισμού MOCVD.
Στη διαδικασία κατασκευής πλακιδίων, επιταξιακά στρώματα κατασκευάζονται περαιτέρω σε ορισμένα υποστρώματα γκοφρέτας για να διευκολύνουν την κατασκευή συσκευών. Οι τυπικές συσκευές εκπομπής φωτός LED πρέπει να προετοιμάζουν επιταξιακά στρώματα GaAs σε υποστρώματα πυριτίου. Το επιταξιακό στρώμα SiC αναπτύσσεται στο αγώγιμο υπόστρωμα SiC για την κατασκευή συσκευών όπως SBD, MOSFET κ.λπ., για εφαρμογές υψηλής τάσης, υψηλού ρεύματος και άλλες εφαρμογές ισχύος. Το επιταξιακό στρώμα GaN κατασκευάζεται σε ημιμονωμένο υπόστρωμα SiC για την περαιτέρω κατασκευή HEMT και άλλων συσκευών για εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων όπως η επικοινωνία. Αυτή η διαδικασία είναι αδιαχώριστη από τον εξοπλισμό CVD.
Στον εξοπλισμό CVD, το υπόστρωμα δεν μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο μέταλλο ή απλά να τοποθετηθεί σε βάση για επιταξιακή εναπόθεση, επειδή περιλαμβάνει τη ροή αερίου (οριζόντια, κάθετη), τη θερμοκρασία, την πίεση, τη στερέωση, την απόρριψη ρύπων και άλλες πτυχές του τους παράγοντες επιρροής. Επομένως, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε μια βάση και, στη συνέχεια, να τοποθετήσετε το υπόστρωμα στο δίσκο και, στη συνέχεια, να χρησιμοποιήσετε την τεχνολογία CVD για επιταξιακή εναπόθεση στο υπόστρωμα, το οποίο είναι η βάση γραφίτη με επικάλυψη SiC (επίσης γνωστή ως δίσκος).
Οι βάσεις γραφίτη με επίστρωση SiC χρησιμοποιούνται συνήθως για τη στήριξη και τη θέρμανση μονοκρυσταλλικών υποστρωμάτων σε εξοπλισμό εναπόθεσης ατμών μετάλλου-οργανικού χημικού (MOCVD). Η θερμική σταθερότητα, η θερμική ομοιομορφία και άλλες παράμετροι απόδοσης της βάσης γραφίτη με επικάλυψη SiC διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην ποιότητα της επιταξιακής ανάπτυξης του υλικού, επομένως είναι το βασικό συστατικό του εξοπλισμού MOCVD.
Η εναπόθεση χημικών ατμών μετάλλου-οργανικού (MOCVD) είναι η κύρια τεχνολογία για την επιταξιακή ανάπτυξη φιλμ GaN σε μπλε LED. Έχει τα πλεονεκτήματα της απλής λειτουργίας, του ελεγχόμενου ρυθμού ανάπτυξης και της υψηλής καθαρότητας των φιλμ GaN. Ως σημαντικό συστατικό στον θάλαμο αντίδρασης του εξοπλισμού MOCVD, η βάση έδρασης που χρησιμοποιείται για την επιταξιακή ανάπτυξη μεμβράνης GaN πρέπει να έχει τα πλεονεκτήματα της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία, της ομοιόμορφης θερμικής αγωγιμότητας, της καλής χημικής σταθερότητας, της ισχυρής αντοχής σε θερμικό σοκ κ.λπ. Το υλικό γραφίτη μπορεί να συναντήσει τις παραπάνω προϋποθέσεις.
Ως ένα από τα βασικά στοιχεία του εξοπλισμού MOCVD, η βάση γραφίτη είναι ο φορέας και το θερμαντικό σώμα του υποστρώματος, το οποίο καθορίζει άμεσα την ομοιομορφία και την καθαρότητα του υλικού φιλμ, επομένως η ποιότητά του επηρεάζει άμεσα την προετοιμασία του επιταξιακού φύλλου και ταυτόχρονα χρόνο, με την αύξηση του αριθμού των χρήσεων και την αλλαγή των συνθηκών εργασίας, φοριέται πολύ εύκολα, ανήκοντας στα αναλώσιμα.
Αν και ο γραφίτης έχει εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα και σταθερότητα, έχει ένα καλό πλεονέκτημα ως βασικό συστατικό του εξοπλισμού MOCVD, αλλά στη διαδικασία παραγωγής, ο γραφίτης θα διαβρώσει τη σκόνη λόγω των υπολειμμάτων διαβρωτικών αερίων και μεταλλικών οργανικών ουσιών και της διάρκειας ζωής του βάση γραφίτη θα μειωθεί σημαντικά. Ταυτόχρονα, η σκόνη γραφίτη που πέφτει θα προκαλέσει ρύπανση στο τσιπ.
Η εμφάνιση της τεχνολογίας επίστρωσης μπορεί να προσφέρει σταθεροποίηση επιφανειακής σκόνης, ενίσχυση της θερμικής αγωγιμότητας και εξισορρόπηση της κατανομής θερμότητας, η οποία έχει γίνει η κύρια τεχνολογία για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Βάση γραφίτη στο περιβάλλον χρήσης εξοπλισμού MOCVD, η επίστρωση επιφάνειας βάσης γραφίτη πρέπει να πληροί τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(1) Η βάση γραφίτη μπορεί να τυλιχτεί πλήρως και η πυκνότητα είναι καλή, διαφορετικά η βάση γραφίτη είναι εύκολο να διαβρωθεί στο διαβρωτικό αέριο.
(2) Η αντοχή του συνδυασμού με τη βάση γραφίτη είναι υψηλή για να διασφαλιστεί ότι η επίστρωση δεν είναι εύκολο να πέσει μετά από αρκετούς κύκλους υψηλής θερμοκρασίας και χαμηλής θερμοκρασίας.
(3) Έχει καλή χημική σταθερότητα για την αποφυγή αστοχίας επίστρωσης σε υψηλή θερμοκρασία και διαβρωτική ατμόσφαιρα.
Το SiC έχει τα πλεονεκτήματα της αντοχής στη διάβρωση, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, της αντοχής σε θερμικό σοκ και της υψηλής χημικής σταθερότητας και μπορεί να λειτουργήσει καλά στην επιταξιακή ατμόσφαιρα GaN. Επιπλέον, ο συντελεστής θερμικής διαστολής του SiC διαφέρει πολύ λίγο από αυτόν του γραφίτη, επομένως το SiC είναι το προτιμώμενο υλικό για την επιφανειακή επίστρωση της βάσης γραφίτη.
Προς το παρόν, το κοινό SiC είναι κυρίως τύπου 3C, 4H και 6H και οι χρήσεις SiC διαφορετικών τύπων κρυστάλλων είναι διαφορετικές. Για παράδειγμα, το 4H-SiC μπορεί να κατασκευάσει συσκευές υψηλής ισχύος. Το 6H-SiC είναι το πιο σταθερό και μπορεί να κατασκευάσει φωτοηλεκτρικές συσκευές. Λόγω της παρόμοιας δομής του με το GaN, το 3C-SiC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή επιταξικού στρώματος GaN και την κατασκευή συσκευών RF SiC-GaN. Το 3C-SiC είναι επίσης ευρέως γνωστό ως β-SiC και μια σημαντική χρήση του β-SiC είναι ως φιλμ και υλικό επικάλυψης, επομένως το β-SiC είναι επί του παρόντος το κύριο υλικό για επίστρωση.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-04-2023