قطعات نیمه هادی – پایه گرافیتی با پوشش SiC

پایه های گرافیتی با پوشش SiC معمولاً برای پشتیبانی و گرم کردن بسترهای تک کریستالی در تجهیزات رسوب بخار شیمیایی فلزی-آلی (MOCVD) استفاده می شود. پایداری حرارتی، یکنواختی حرارتی و سایر پارامترهای عملکرد پایه گرافیتی با پوشش SiC نقش تعیین کننده ای در کیفیت رشد مواد همپایه ایفا می کند، بنابراین جزء اصلی تجهیزات MOCVD است.

در فرآیند تولید ویفر، لایه‌های هم‌پایه بر روی برخی از بسترهای ویفر برای تسهیل ساخت دستگاه‌ها ساخته می‌شوند. دستگاه های معمولی ساطع کننده نور LED نیاز به آماده سازی لایه های همپای GaAs روی بسترهای سیلیکونی دارند. لایه همپایه SiC بر روی بستر SiC رسانا برای ساخت دستگاه هایی مانند SBD، MOSFET و غیره برای کاربردهای ولتاژ بالا، جریان بالا و سایر کاربردهای توان رشد می کند. لایه اپیتاکسیال GaN بر روی بستر SiC نیمه عایق ساخته شده است تا HEMT و سایر دستگاه ها برای کاربردهای RF مانند ارتباطات ساخته شود. این فرآیند از تجهیزات CVD جدایی ناپذیر است.

در تجهیزات CVD، بستر را نمی توان مستقیماً روی فلز قرار داد یا به سادگی بر روی پایه ای برای رسوب همپایی قرار داد، زیرا شامل جریان گاز (افقی، عمودی)، دما، فشار، تثبیت، دفع آلاینده ها و سایر جنبه های عوامل تاثیرگذار بنابراین، لازم است از یک پایه استفاده شود و سپس بستر روی دیسک قرار داده شود و سپس از فناوری CVD برای رسوب دهی همپایه روی بستر استفاده شود، که پایه گرافیتی با پوشش SiC (که به عنوان سینی نیز شناخته می شود) است.

پایه های گرافیتی با پوشش SiC معمولاً برای پشتیبانی و گرم کردن بسترهای تک کریستالی در تجهیزات رسوب بخار شیمیایی فلزی-آلی (MOCVD) استفاده می شود. پایداری حرارتی، یکنواختی حرارتی و سایر پارامترهای عملکرد پایه گرافیتی با پوشش SiC نقش تعیین کننده ای در کیفیت رشد مواد همپایه ایفا می کند، بنابراین جزء اصلی تجهیزات MOCVD است.

رسوب بخار شیمیایی فلز-آلی (MOCVD) تکنولوژی اصلی برای رشد همپایی فیلم های GaN در LED آبی است. مزایای عملکرد ساده، نرخ رشد قابل کنترل و خلوص بالای فیلم GaN را دارد. به عنوان یک جزء مهم در محفظه واکنش تجهیزات MOCVD، پایه یاتاقان مورد استفاده برای رشد همپایه فیلم GaN باید از مزایای مقاومت در برابر دمای بالا، هدایت حرارتی یکنواخت، پایداری شیمیایی خوب، مقاومت در برابر شوک حرارتی قوی و غیره برخوردار باشد. شرایط فوق

به عنوان یکی از اجزای اصلی تجهیزات MOCVD، پایه گرافیتی حامل و بدنه گرمایش زیرلایه است که مستقیماً یکنواختی و خلوص مواد فیلم را تعیین می کند، بنابراین کیفیت آن مستقیماً بر آماده سازی ورق اپیتاکسیال تأثیر می گذارد و در عین حال. زمان، با افزایش تعداد استفاده و تغییر شرایط کار، پوشیدن آن بسیار آسان و متعلق به مواد مصرفی است.

اگرچه گرافیت دارای رسانایی و پایداری حرارتی عالی است، اما به عنوان جزء پایه تجهیزات MOCVD از مزیت خوبی برخوردار است، اما در فرآیند تولید، گرافیت به دلیل باقی ماندن گازهای خورنده و آلی فلزی و عمر مفید، پودر را خورده می کند. پایه گرافیت تا حد زیادی کاهش می یابد. در عین حال، ریزش پودر گرافیت باعث آلودگی تراشه می شود.

ظهور فناوری پوشش می تواند تثبیت پودر سطحی را فراهم کند، هدایت حرارتی را افزایش دهد و توزیع گرما را یکسان کند، که به فناوری اصلی برای حل این مشکل تبدیل شده است. پایه گرافیت در محیط استفاده از تجهیزات MOCVD، پوشش سطح پایه گرافیت باید ویژگی های زیر را داشته باشد:

(1) پایه گرافیت را می توان به طور کامل پیچیده کرد و چگالی آن خوب است، در غیر این صورت پایه گرافیت به راحتی در گاز خورنده خورده می شود.

(2) استحکام ترکیب با پایه گرافیت بالا است تا اطمینان حاصل شود که پس از چندین دوره دمای بالا و دمای پایین به راحتی از بین نمی رود.

(3) پایداری شیمیایی خوبی برای جلوگیری از شکست پوشش در دمای بالا و جو خورنده دارد.

SiC دارای مزایای مقاومت در برابر خوردگی، هدایت حرارتی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی و پایداری شیمیایی بالا است و می تواند در اتمسفر همپای GaN به خوبی کار کند. علاوه بر این، ضریب انبساط حرارتی SiC بسیار کمی با گرافیت متفاوت است، بنابراین SiC ماده ترجیحی برای پوشش سطح پایه گرافیت است.

در حال حاضر، SiC رایج عمدتاً از نوع 3C، 4H و 6H است و کاربردهای SiC انواع کریستال های مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، 4H-SiC می تواند دستگاه های پرقدرت تولید کند. 6H-SiC پایدارترین است و می تواند دستگاه های فوتوالکتریک را تولید کند. به دلیل ساختار مشابه با GaN، 3C-SiC می تواند برای تولید لایه همپای GaN و ساخت دستگاه های SiC-GaN RF استفاده شود. 3C-SiC معمولاً به عنوان β-SiC نیز شناخته می شود و یکی از کاربردهای مهم β-SiC به عنوان یک فیلم و مواد پوشش دهنده است، بنابراین β-SiC در حال حاضر ماده اصلی برای پوشش است.