SiC estalitako grafito-baseak normalean kristal bakarreko substratuak eusteko eta berotzeko erabiltzen dira metal-organiko-lurrun-deposizio kimikoko (MOCVD) ekipoetan. Egonkortasun termikoak, uniformetasun termikoak eta SiC estalitako grafitoaren oinarriaren beste errendimendu-parametroek paper erabakigarria dute material epitaxialaren hazkundearen kalitatean, beraz, MOCVD ekipamenduaren funtsezko osagaia da.
Obleen fabrikazio prozesuan, geruza epitaxialak gehiago eraikitzen dira obleen substratu batzuetan, gailuen fabrikazioa errazteko. LED argia igortzen duten gailu tipikoek GaAs-en epitaxiazko geruza prestatu behar dituzte silizioko substratuetan; SiC geruza epitaxiala SiC substratu eroalean hazten da SBD, MOSFET, etab. bezalako gailuak eraikitzeko, tentsio handiko, korronte handiko eta beste potentzia batzuen aplikazioetarako; GaN geruza epitaxiala erdi-isolatutako SiC substratuan eraikitzen da HEMT eta beste gailu batzuk eraikitzeko RF aplikazioetarako, hala nola komunikazioa. Prozesu hau CVD ekipoetatik bereizezina da.
CVD ekipoetan, substratua ezin da zuzenean metalaren gainean jarri edo, besterik gabe, deposizio epitaxialaren oinarrian jarri, gas-fluxua (horizontala, bertikala), tenperatura, presioa, finkapena, kutsatzaileen isurketa eta beste alderdi batzuk baitakartza. eragin-faktoreak. Hori dela eta, oinarri bat behar da, eta, ondoren, substratua diskoan jartzen da, eta, ondoren, deposizio epitaxiala substratuan egiten da CVD teknologia erabiliz, eta oinarri hori SiC estalitako grafitoaren oinarria da (erretilu bezala ere ezaguna).
SiC estalitako grafito-baseak normalean kristal bakarreko substratuak eusteko eta berotzeko erabiltzen dira metal-organiko-lurrun-deposizio kimikoko (MOCVD) ekipoetan. Egonkortasun termikoak, uniformetasun termikoak eta SiC estalitako grafitoaren oinarriaren beste errendimendu-parametroek paper erabakigarria dute material epitaxialaren hazkundearen kalitatean, beraz, MOCVD ekipamenduaren funtsezko osagaia da.
Metal-organiko kimiko-lurrun-deposizioa (MOCVD) GaN filmen hazkuntza epitaxialaren teknologia nagusia da LED urdinean. Funtzionamendu sinplea, hazkuntza-tasa kontrolagarria eta GaN filmen garbitasun handiko abantailak ditu. MOCVD ekipoen erreakzio-ganberako osagai garrantzitsu gisa, GaN film epitaxialaren hazkuntzarako erabiltzen den errodamenduaren oinarriak tenperatura altuko erresistentzia, eroankortasun termiko uniformea, egonkortasun kimiko ona, shock termikoen erresistentzia sendoa, etab. Grafitozko materialak bete ditzake. goiko baldintzak.
MOCVD ekipamenduaren osagai nagusietako bat denez, grafitoaren oinarria substratuaren eramailea eta berogailua da, eta horrek filmaren materialaren uniformetasuna eta purutasuna zuzenean zehazten du, beraz, bere kalitateak zuzenean eragiten dio xafla epitaxialaren prestaketari, eta, aldi berean. denbora, erabilera kopurua handituz eta lan-baldintzak aldatzean, oso erraza da janztea, kontsumigarriena.
Grafitoak eroankortasun termiko eta egonkortasun bikainak baditu ere, abantaila ona du MOCVD ekipoen oinarrizko osagai gisa, baina ekoizpen-prozesuan, grafitoak hautsa herdoilduko du gas korrosiboen eta organiko metalikoen hondakinen ondorioz eta zerbitzuaren bizitzaren ondorioz. grafitoaren oinarria asko murriztuko da. Aldi berean, erortzen den grafito hautsak txiparen kutsadura eragingo du.
Estaldura-teknologiaren sorrerak gainazaleko hautsaren finkapena eman dezake, eroankortasun termikoa hobetu eta beroaren banaketa berdindu, arazo hori konpontzeko teknologia nagusia bihurtu baita. MOCVD ekipoen grafito-oinarria erabiltzeko ingurunean, grafito-oinarrizko gainazaleko estaldurak ezaugarri hauek bete behar ditu:
(1) Grafitozko oinarria guztiz bilduta egon daiteke, eta dentsitatea ona da, bestela, grafitozko oinarria gas korrosiboan herdoiltzen da.
(2) Grafitoaren oinarriaren konbinazio-indarra handia da estaldura tenperatura altuko eta tenperatura baxuko hainbat zikloren ondoren estaldura ez dela erraza erortzen ziurtatzeko.
(3) Egonkortasun kimiko ona du estalduraren porrota saihesteko tenperatura altuetan eta atmosfera korrosiboan.
SiC-k korrosioarekiko erresistentzia, eroankortasun termiko handia, shock termikoarekiko erresistentzia eta egonkortasun kimiko handiko abantailak ditu eta GaN epitaxial atmosferan ondo funtziona dezake. Horrez gain, SiC-ren hedapen termikoaren koefizientea grafitoarenarekin oso gutxi desberdina da, beraz, SiC da grafito-oinarriaren gainazaleko estaldurarako material hobetsia.
Gaur egun, SiC arrunta 3C, 4H eta 6H motakoa da batez ere, eta kristal mota ezberdinen SiC erabilera desberdinak dira. Adibidez, 4H-SiC-ek potentzia handiko gailuak fabrika ditzake; 6H-SiC egonkorrena da eta gailu fotoelektrikoak fabrika ditzake; GaN-ren antzeko egitura dela eta, 3C-SiC GaN geruza epitaxiala ekoizteko eta SiC-GaN RF gailuak fabrikatzeko erabil daiteke. 3C-SiC β-SiC bezala ere ezaguna da, eta β-SiC-ren erabilera garrantzitsu bat film eta estaldura-material gisa da, beraz, β-SiC da gaur egun estaltzeko material nagusia.
Silizio karburozko estaldura prestatzeko metodoa
Gaur egun, SiC estaldura prestatzeko metodoak, batez ere, gel-sol metodoa, txertatze metodoa, eskuila estaldura metodoa, plasma ihinztatze metodoa, gas kimikoen erreakzio metodoa (CVR) eta lurrun-deposizio kimikoa metodoa (CVD) dira.
Kapsulatzeko metodoa:
Metodoa tenperatura altuko fase solidoko sinterizazio moduko bat da, batez ere Si hautsaren eta C hautsaren nahasketa erabiltzen duena txertatzeko hauts gisa, grafitozko matrizea txertatzeko hautsean jartzen da eta tenperatura altuko sinterizazioa gas geldoan egiten da. , eta, azkenik, SiC estaldura lortzen da grafito-matrizearen gainazalean. Prozesua erraza da eta estalduraren eta substratuaren arteko konbinazioa ona da, baina lodieraren norabidean estalduraren uniformetasuna eskasa da, hau da, erraza da zulo gehiago sortzea eta oxidazio erresistentzia eskasa dakar.
Eskuila estaltzeko metodoa:
Eskuila estaldura metodoa batez ere lehengai likidoa grafito-matrizearen gainazalean eskuilatzea da, eta, ondoren, lehengaia tenperatura jakin batean sendatzea estaldura prestatzeko. Prozesua erraza da eta kostua baxua da, baina eskuila estaldura metodoaren bidez prestatutako estaldura ahula da substratuarekin konbinatuta, estalduraren uniformetasuna eskasa da, estaldura mehea da eta oxidazioarekiko erresistentzia txikia da eta beste metodo batzuk behar dira laguntzeko. hura.
Plasma ihinztatzeko metodoa:
Plasma ihinztatzeko metodoa, batez ere, urtutako edo erdi urtutako lehengaiak grafitozko matrizearen gainazalean ihinztatzea da plasma pistola batekin, eta, ondoren, solidotzea eta lotzea estaldura bat osatzeko. Metodoa funtzionatzeko erraza da eta silizio karburozko estaldura trinko samarra presta dezake, baina metodoak prestatutako siliziozko karburo estaldura ahulegia da askotan eta oxidazio erresistentzia ahula dakar, beraz, orokorrean, SiC estaldura konposatua prestatzeko erabiltzen da hobetzeko. estalduraren kalitatea.
Gel-sol metodoa:
Gel-sol metodoa, batez ere, matrizearen gainazala estaltzen duen sol-disoluzio uniforme eta gardena prestatzea da, gel batean lehortzea eta gero sinterizatzea estaldura bat lortzeko. Metodo hau funtzionatzeko erraza eta kostu baxua da, baina ekoitzitako estaldurak gabezia batzuk ditu, hala nola shock termikoen erresistentzia baxua eta pitzadura erraza, beraz, ezin da asko erabili.
Gas erreakzio kimikoa (CVR):
CVR-k SiC estaldura sortzen du batez ere Si eta SiO2 hautsa erabiliz tenperatura altuan SiO lurruna sortzeko, eta C materialaren substratuaren gainazalean erreakzio kimiko batzuk gertatzen dira. Metodo honen bidez prestatutako SiC estaldura estuki lotzen da substratuarekin, baina erreakzio tenperatura altuagoa da eta kostua handiagoa da.
Lurrun-deposizio kimikoa (CVD):
Gaur egun, CVD da substratuaren gainazalean SiC estaldura prestatzeko teknologia nagusia. Prozesu nagusia substratuaren gainazalean gas faseko material erreaktiboaren erreakzio fisiko eta kimikoen multzoa da, eta, azkenik, SiC estaldura substratuaren gainazalean deposizioz prestatzen da. CVD teknologiak prestatutako SiC estaldura estuki lotzen da substratuaren gainazalean, eta horrek substratuaren materialaren oxidazio-erresistentzia eta ablatibo-erresistentzia hobetu dezake, baina metodo honen deposizio-denbora luzeagoa da eta erreakzio-gasak toxiko jakin bat du. gasa.
SiC estalitako grafito oinarriaren merkatuaren egoera
Atzerriko fabrikatzaileak goiz hasi zirenean, abantaila argia eta merkatu kuota handia zuten. Nazioartean, SiC estalitako grafito oinarriaren hornitzaile nagusiak Xycard holandarra, Alemaniako SGL Carbon (SGL), Japan Toyo Carbon, Estatu Batuetako MEMC eta beste konpainia batzuk dira, funtsean nazioarteko merkatua hartzen dutenak. Txinak grafito matrizearen gainazalean SiC estalduraren hazkuntza uniformearen oinarrizko teknologia hautsi badu ere, kalitate handiko grafito matrizeak Alemaniako SGL, Japan Toyo Carbon eta beste enpresetan oinarritzen da oraindik, etxeko enpresek emandako grafito matrizeak zerbitzuari eragiten dio. eroankortasun termikoaren, modulu elastiko, modulu zurrun, sare-akatsen eta beste kalitate arazo batzuen ondoriozko bizitza. MOCVD ekipamenduak ezin ditu bete SiC estalitako grafitoaren oinarria erabiltzeko baldintzak.
Txinako erdieroaleen industria azkar garatzen ari da, MOCVD epitaxial ekipamenduaren lokalizazio-tasa pixkanaka handituz eta beste prozesu-aplikazio batzuen hedapenarekin, etorkizuneko SiC estalitako grafito-oinarrizko produktuen merkatua azkar hazten dela espero da. Industriaren aurretiazko kalkuluen arabera, grafitoaren oinarrizko merkatuak 500 milioi yuan gaindituko ditu datozen urteetan.
SiC estalitako grafitoaren oinarria erdieroale konposatuen industrializazio-ekipoen oinarrizko osagaia da, bere ekoizpen eta fabrikazioko oinarrizko teknologia menperatzea eta lehengaien-prozesu-ekipamenduaren industria-kate osoaren lokalizazioa konturatzea garrantzi estrategiko handia du garapena bermatzeko. Txinako erdieroaleen industria. Etxeko SiC estalitako grafito-oinarriaren eremua hazten ari da, eta produktuaren kalitatea nazioarteko maila aurreratura irits daiteke laster.
Argitalpenaren ordua: 2023-07-24