Bithear a’ cleachdadh bunaitean grafait còmhdaichte le SiC gu cumanta gus taic a thoirt do agus teasachadh fo-stratan criostail singilte ann an uidheamachd tasgadh bhalbhaichean ceimigeach meatailt-organach (MOCVD). Tha àite cinnteach aig seasmhachd teirmeach, èideadh teirmeach agus paramadairean coileanaidh eile de bhunait grafait còmhdaichte SiC ann an càileachd fàs stuthan epitaxial, agus mar sin tha e na phrìomh phàirt de uidheamachd MOCVD.
Ann am pròiseas saothrachadh wafer, thathas a’ togail tuilleadh sreathan epitaxial air cuid de fho-stratan wafer gus saothrachadh innealan a dhèanamh comasach. Feumaidh innealan àbhaisteach solais LED a bhith ag ullachadh sreathan epitaxial de GaAs air fo-stratan silicon; Tha an còmhdach epitaxial SiC air fhàs air an t-substrate SiC giùlain airson innealan leithid SBD, MOSFET, msaa a thogail airson bholtadh àrd, sruth àrd agus tagraidhean cumhachd eile; Tha còmhdach epitaxial GaN air a thogail air substrate SiC leth-inslithe gus tuilleadh HEMT agus innealan eile a thogail airson tagraidhean RF leithid conaltradh. Tha am pròiseas seo do-sgaraichte bho uidheamachd CVD.
Anns an uidheamachd CVD, chan urrainnear an t-substrate a chuir gu dìreach air a ’mheatailt no dìreach a chuir air bunait airson tasgadh epitaxial, leis gu bheil e a’ toirt a-steach sruthadh gas (còmhnard, inghearach), teòthachd, cuideam, socrachadh, rùsgadh truailleadh agus taobhan eile de na factaran buaidh. Mar sin, tha feum air bunait, agus an uairsin thèid an t-substrate a chuir air an diosc, agus an uairsin thèid an tasgadh epitaxial a dhèanamh air an t-substrate a ’cleachdadh teicneòlas CVD, agus is e am bonn seo am bonn grafait còmhdaichte le SiC (ris an canar cuideachd an treidhe).
Bithear a’ cleachdadh bunaitean grafait còmhdaichte le SiC gu cumanta gus taic a thoirt do agus teasachadh fo-stratan criostail singilte ann an uidheamachd tasgadh bhalbhaichean ceimigeach meatailt-organach (MOCVD). Tha àite cinnteach aig seasmhachd teirmeach, èideadh teirmeach agus paramadairean coileanaidh eile de bhunait grafait còmhdaichte SiC ann an càileachd fàs stuthan epitaxial, agus mar sin tha e na phrìomh phàirt de uidheamachd MOCVD.
Is e tasgadh vapor ceimigeach meatailt-organach (MOCVD) an teicneòlas prìomh-shruthach airson fàs epitaxial de fhilmichean GaN ann an LED gorm. Tha na buannachdan aige bho obrachadh sìmplidh, ìre fàis a ghabhas smachdachadh agus fìor fhìor-ghlan filmichean GaN. Mar phàirt chudromach ann an seòmar ath-bhualadh uidheamachd MOCVD, feumaidh na buannachdan a bhith aig a ’bhunait giùlain a thathas a’ cleachdadh airson fàs epitaxial film GaN an aghaidh teòthachd àrd, giùlan teirmeach èideadh, deagh sheasmhachd ceimigeach, strì an aghaidh clisgeadh teirmeach làidir, msaa. na suidheachaidhean gu h-àrd.
Mar aon de na prìomh phàirtean de uidheamachd MOCVD, is e bunait grafait corp giùlan agus teasachaidh an t-substrate, a bhios gu dìreach a ’dearbhadh èideadh agus purrachd an stuth film, agus mar sin tha a chàileachd a’ toirt buaidh dhìreach air ullachadh an duilleag epitaxial, agus aig an aon àm ùine, leis an àrdachadh anns an àireamh de chleachdaidhean agus atharrachadh nan suidheachaidhean obrach, tha e gu math furasta a chaitheamh, a bhuineas do na stuthan consum.
Ged a tha giùlan teirmeach sàr-mhath agus seasmhachd aig grafait, tha buannachd mhath aige mar phrìomh phàirt de uidheamachd MOCVD, ach anns a ’phròiseas cinneasachaidh, bidh grafait a’ bleith am pùdar mar thoradh air na tha air fhàgail de ghasaichean creimneach agus organach meitabileach, agus beatha seirbheis an thèid bunait grafait a lùghdachadh gu mòr. Aig an aon àm, bidh am pùdar grafait a tha a 'tuiteam ag adhbhrachadh truailleadh air a' chip.
Faodaidh nochdadh teicneòlas còmhdach suidheachadh pùdar uachdar a thoirt seachad, seoltachd teirmeach àrdachadh, agus cuairteachadh teas a cho-ionannachd, a thàinig gu bhith na phrìomh theicneòlas airson an duilgheadas seo fhuasgladh. Bu chòir bunait grafait ann an àrainneachd cleachdadh uidheamachd MOCVD, còmhdach uachdar bonn grafait coinneachadh ris na feartan a leanas:
(1) Faodar am bonn grafait a phasgadh gu h-iomlan, agus tha an dùmhlachd math, air dhòigh eile tha e furasta am bonn grafait a chrathadh anns a ’ghas creimneach.
(2) Tha an neart measgachadh leis a ’bhunait grafait àrd gus dèanamh cinnteach nach eil an còmhdach furasta tuiteam às deidh grunn chuairtean teòthachd àrd agus teòthachd ìosal.
(3) Tha deagh sheasmhachd ceimigeach aige gus fàilligeadh còmhdach a sheachnadh ann an teòthachd àrd agus àile creimneach.
Tha na buannachdan aig SiC a thaobh strì an aghaidh creimeadh, seoltachd teirmeach àrd, strì an aghaidh clisgeadh teirmeach agus seasmhachd ceimigeach àrd, agus faodaidh e obrachadh gu math ann an àile epitaxial GaN. A bharrachd air an sin, chan eil mòran eadar-dhealaichte aig co-èifeachd leudachaidh teirmeach SiC bho cho-èifeachd grafait, agus mar sin is e SiC an stuth as fheàrr leotha airson còmhdach uachdar bunait grafait.
Aig an àm seo, tha an SiC cumanta gu ìre mhòr 3C, 4H agus seòrsa 6H, agus tha cleachdadh SiC de dhiofar sheòrsaichean criostal eadar-dhealaichte. Mar eisimpleir, faodaidh 4H-SiC innealan àrd-chumhachd a dhèanamh; Is e 6H-SiC an fheadhainn as seasmhaiche agus as urrainn innealan photoelectric a dhèanamh; Mar thoradh air an aon structar ri GaN, faodar 3C-SiC a chleachdadh gus còmhdach epitaxial GaN a thoirt gu buil agus innealan SiC-GaN RF a dhèanamh. Canar β-SiC gu cumanta cuideachd ri 3C-SiC, agus tha cleachdadh cudromach de β-SiC mar fhilm agus stuth còmhdaich, agus mar sin is e β-SiC am prìomh stuth airson còmhdach an-dràsta.
Modh airson còmhdach silicon carbide ullachadh
Aig an àm seo, tha na dòighean ullachaidh airson còmhdach SiC sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach modh gel-sol, modh in-ghabhail, modh còmhdach bruis, dòigh spraeadh plasma, modh ath-bhualadh gas ceimigeach (CVR) agus modh tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD).
Modh cur a-steach:
Tha an dòigh na sheòrsa de shineadh ìre cruaidh teòthachd àrd, a bhios gu ìre mhòr a’ cleachdadh measgachadh de phùdar Si agus pùdar C mar phùdar greimeachadh, tha am matrix grafite air a chuir anns a ’phùdar neadachaidh, agus thathas a’ dèanamh sintering teòthachd àrd anns a ’ghas inert. , agus mu dheireadh gheibhear an còmhdach SiC air uachdar matrix grafait. Tha am pròiseas sìmplidh agus tha an cothlamadh eadar an còmhdach agus an t-substrate math, ach tha èideadh a ’chòmhdaich air an t-slighe tighead truagh, a tha furasta barrachd thuill a dhèanamh agus a’ leantainn gu droch sheasamh an aghaidh oxidation.
Modh còmhdach bruis:
Is e an dòigh còmhdach bhruis sa mhòr-chuid an stuth amh leaghaidh a bhrùthadh air uachdar na matrix grafite, agus an uairsin an stuth amh a leigheas aig teòthachd sònraichte gus an còmhdach ullachadh. Tha am pròiseas sìmplidh agus tha a ’chosgais ìosal, ach tha an còmhdach a chaidh ullachadh le modh còmhdach bhruis lag an co-bhonn ris an t-substrate, tha an èideadh còmhdach truagh, tha an còmhdach tana agus tha an aghaidh oxidation ìosal, agus tha feum air dòighean eile gus cuideachadh e.
Modh spraeadh plasma:
Is e an dòigh spraeadh plasma sa mhòr-chuid stuthan amh leaghte no leth-leaghte a spreadh air uachdar na matrix grafite le gunna plasma, agus an uairsin daingneachadh agus ceangal gus còmhdach a chruthachadh. Tha an dòigh sìmplidh ri obrachadh agus faodaidh e còmhdach carbide silicon caran dùmhail ullachadh, ach gu tric bidh an còmhdach silicon carbide a chaidh ullachadh leis an dòigh seo ro lag agus a’ leantainn gu strì an aghaidh oxidation lag, agus mar sin tha e air a chleachdadh sa chumantas airson a bhith ag ullachadh còmhdach co-dhèanta SiC airson leasachadh. càileachd a 'chòmhdaich.
Modh gel-sol:
Is e an dòigh gel-sol sa mhòr-chuid fuasgladh sol èideadh agus follaiseach ullachadh a ’còmhdach uachdar na matrix, a’ tiormachadh gu gel agus an uairsin a ’dol a-steach gus còmhdach fhaighinn. Tha an dòigh seo sìmplidh obrachadh agus ìosal ann an cosgais, ach tha cuid de uireasbhaidhean aig a’ chòmhdach a chaidh a thoirt a-mach leithid an aghaidh clisgeadh teirmeach ìosal agus sgàineadh furasta, agus mar sin chan urrainnear a chleachdadh gu farsaing.
Freagairt Gas Ceimigeach (CVR):
Bidh CVR gu ìre mhòr a ’gineadh còmhdach SiC le bhith a’ cleachdadh pùdar Si agus SiO2 gus smùid SiO a ghineadh aig teòthachd àrd, agus bidh sreath de ath-bheachdan ceimigeach a ’tachairt air uachdar substrate stuth C. Tha an còmhdach SiC a chaidh ullachadh leis an dòigh seo ceangailte gu dlùth ris an t-substrate, ach tha an teòthachd freagairt nas àirde agus tha a ’chosgais nas àirde.
Tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD):
Aig an àm seo, is e CVD am prìomh theicneòlas airson còmhdach SiC ullachadh air uachdar an t-substrate. Is e am prìomh phròiseas sreath de ath-bheachdan fiosaigeach is ceimigeach de stuth reactant ìre gas air uachdar an t-substrate, agus mu dheireadh tha an còmhdach SiC air ullachadh le tasgadh air uachdar an t-substrate. Tha an còmhdach SiC a chaidh ullachadh le teicneòlas CVD ceangailte gu dlùth ri uachdar an t-substrate, a dh ’fhaodadh leasachadh èifeachdach a dhèanamh air an aghaidh oxidation agus an aghaidh ablative stuth an t-substrate, ach tha ùine tasgaidh an dòigh seo nas fhaide, agus tha puinnsean sònraichte aig gas ath-bhualadh gas.
Suidheachadh margaidh bunait grafait còmhdaichte le SiC
Nuair a thòisich luchd-saothrachaidh cèin tràth, bha stiùir shoilleir aca agus roinn àrd den mhargaidh. Gu h-eadar-nàiseanta, is e na prìomh sholaraichean de bhunait grafait còmhdaichte le SiC Duitseach Xycard, a’ Ghearmailt SGL Carbon (SGL), Iapan Toyo Carbon, na Stàitean Aonaichte MEMC agus companaidhean eile, a tha gu bunaiteach a’ fuireach air a’ mhargaidh eadar-nàiseanta. Ged a tha Sìona air briseadh tro phrìomh theicneòlas fàs èideadh de chòmhdach SiC air uachdar matrix grafait, tha matrix grafait àrd-inbhe fhathast an urra ri SGL Gearmailteach, Iapan Toyo Carbon agus iomairtean eile, tha am matrix grafait a bheir iomairtean dachaigheil seachad a ’toirt buaidh air an t-seirbheis. beatha mar thoradh air giùlan teirmeach, modulus elastagach, modulus teann, uireasbhaidhean leusair agus duilgheadasan càileachd eile. Chan urrainn don uidheamachd MOCVD coinneachadh ri riatanasan cleachdadh bunait grafait còmhdaichte le SiC.
Tha gnìomhachas semiconductor Shìona a’ leasachadh gu luath, le àrdachadh mean air mhean ann an ìre sgìreachadh uidheamachd epitaxial MOCVD, agus leudachadh air tagraidhean pròiseas eile, tha dùil gum fàs a’ mhargaidh toraidh bonn grafait còmhdaichte le SiC san àm ri teachd gu luath. A rèir tuairmsean tòiseachaidh gnìomhachais, bidh margaidh bunait grafait dachaigheil nas àirde na 500 millean yuan anns na beagan bhliadhnaichean a tha romhainn.
Tha bunait grafait còmhdaichte SiC na phrìomh phàirt de uidheamachd tionnsgalachd semiconductor toinnte, a ’maighstireachd prìomh theicneòlas a chinneasachaidh agus a chinneasachaidh, agus a’ toirt a-mach gu bheil an t-sreath gnìomhachais uidheamachd-stuth-stuth-stuth gu lèir air leth cudromach gu ro-innleachdail airson dèanamh cinnteach à leasachadh. Gnìomhachas semiconductor ann an Sìona. Tha an raon de bhunait grafait còmhdaichte le SiC dachaigheil a’ soirbheachadh, agus faodaidh càileachd toraidh an ìre adhartach eadar-nàiseanta a ruighinn a dh’ aithghearr.
Ùine puist: Iuchar-24-2023