Nā ʻāpana Semiconductor - kumu graphite i uhi ʻia ʻo SiC

Hoʻohana mau ʻia nā kumu graphite i uhi ʻia ʻo SiC no ke kākoʻo ʻana a me ka hoʻomehana ʻana i nā substrate aniani hoʻokahi i nā mea hana metala-organic chemical vapor deposition (MOCVD). ʻO ke kūpaʻa wela, ka like ʻana o ka wela a me nā ʻāpana hana ʻē aʻe o ka base graphite coated SiC i mea koʻikoʻi i ka maikaʻi o ka ulu ʻana o nā mea epitaxial, no laila ʻo ia ke kumu koʻikoʻi o nā lako MOCVD.

I ke kaʻina hana o ka wafer, ua kūkulu hou ʻia nā papa epitaxial ma luna o kekahi mau substrates wafer e hoʻomaʻamaʻa i ka hana ʻana o nā mea hana. Pono nā mea hana kukui LED maʻamau e hoʻomākaukau i nā papa epitaxial o GaA ma nā substrate silika; Hoʻoulu ʻia ka papa epitaxial SiC ma ka substrate SiC conductive no ke kūkulu ʻana i nā mea hana e like me SBD, MOSFET, a me nā mea ʻē aʻe, no ka uila kiʻekiʻe, kiʻekiʻe o kēia manawa a me nā noi mana ʻē aʻe; Kūkulu ʻia ka papa epitaxial GaN ma ka substrate SiC semi-insulated e kūkulu hou i ka HEMT a me nā mea hana ʻē aʻe no nā noi RF e like me ke kamaʻilio. ʻAʻole hiki ke hoʻokaʻawale ʻia kēia kaʻina hana mai nā lako CVD.

I loko o nā lako CVD, ʻaʻole hiki ke kau pololei ʻia ka substrate ma luna o ka metala a i ʻole ke kau ʻia ma luna o kahi kumu no ka epitaxial deposition, no ka mea e pili ana i ke kahe o ke kinoea (horizontal, vertical), wela, kaomi, hoʻopaʻa, hoʻokahe i nā mea haumia a me nā ʻano ʻē aʻe. nā mea hoʻoikaika. No laila, pono kahi kumu, a laila kau ʻia ka substrate ma ka disc, a laila lawe ʻia ka epitaxial deposition ma luna o ka substrate me ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana CVD, a ʻo kēia kumu ʻo ka base graphite coated SiC (ʻike ʻia ʻo ka tray).

Hoʻohana mau ʻia nā kumu graphite i uhi ʻia ʻo SiC no ke kākoʻo ʻana a me ka hoʻomehana ʻana i nā substrate aniani hoʻokahi i nā mea hana metala-organic chemical vapor deposition (MOCVD). ʻO ke kūpaʻa wela, ka like ʻana o ka wela a me nā ʻāpana hana ʻē aʻe o ka base graphite coated SiC i mea koʻikoʻi i ka maikaʻi o ka ulu ʻana o nā mea epitaxial, no laila ʻo ia ke kumu koʻikoʻi o nā lako MOCVD.

ʻO Metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) ka ʻenehana nui no ka ulu ʻana o ka epitaxial o nā kiʻiʻoniʻoni GaN i ka LED uliuli. Loaʻa iā ia nā pōmaikaʻi o ka hana maʻalahi, ka ulu ʻana o ka ulu a me ka maʻemaʻe kiʻekiʻe o nā kiʻiʻoniʻoni GaN. Ma keʻano he mea koʻikoʻi i loko o ke keʻena pane o nā lako MOCVD, ʻo ke kumu kumu i hoʻohana ʻia no ka ulu ʻana o ka epitaxial kiʻiʻoniʻoni GaN pono e loaʻa nā pōmaikaʻi o ke kūpaʻa wela kiʻekiʻe, ka conductivity thermal kūlike, ke kūpaʻa kemika maikaʻi, ke kūpaʻa haʻalulu ikaika, a pēlā aku. nā kūlana i luna.

E like me kekahi o nā mea nui o nā lako MOCVD, ʻo ke kumu graphite ka mea lawe a me ke kino wela o ka substrate, ka mea e hoʻoholo pololei ai i ka kūlike a me ka maʻemaʻe o ka mea kiʻiʻoniʻoni, no laila pili pono kona ʻano i ka hoʻomākaukau ʻana i ka pepa epitaxial, a ma ka like. ka manawa, me ka hoʻonui ʻana i ka helu o nā mea hoʻohana a me ka hoʻololi ʻana o nā kūlana hana, he mea maʻalahi loa ia e ʻaʻahu, no nā mea hoʻohana.

ʻOiai ʻo ka graphite ka maikaʻi o ka thermal conductivity a me ka paʻa, he mea maikaʻi loa ia ma ke ʻano he kumu kumu o nā lako MOCVD, akā i ke kaʻina hana, e hoʻopau ka graphite i ka pauka ma muli o ke koena o nā kinoea corrosive a me nā mea metala, a me ke ola o ka lawelawe. E hoemi loa ia ke kumu graphite. I ka manawa like, ʻo ka hāʻule ʻana o ka pauka graphite e hoʻohaumia i ka chip.

Hiki i ka puka ʻana o ka ʻenehana uhi ke hāʻawi i ka hoʻoponopono ʻana i ka lepo, hoʻonui i ka conductivity thermal, a hoʻohālikelike i ka hāʻawi ʻana i ka wela, a ua lilo ia i ʻenehana nui e hoʻoponopono i kēia pilikia. ʻO ke kumu graphite i nā mea hoʻohana MOCVD e hoʻohana i ke kaiapuni, pono e hoʻokō ka uhi ʻana o ka graphite i kēia mau ʻano:

(1) Hiki ke hoʻopili piha ʻia ke kumu graphite, a maikaʻi ka density, inā ʻaʻole e maʻalahi ke kumu graphite i ke kinoea corrosive.

(2) He kiʻekiʻe ka ikaika hui pū me ke kumu graphite e hōʻoia ʻaʻole maʻalahi ka hāʻule ʻana o ka uhi ma hope o nā pōʻai wela kiʻekiʻe a me nā haʻahaʻa haʻahaʻa.

(3) Loaʻa iā ia ka paʻa kemika maikaʻi e pale aku i ka hāʻule ʻole o ka uhi ʻana i ka wela kiʻekiʻe a me ka lewa corrosive.

Loaʻa iā SiC nā pōmaikaʻi o ka pale ʻana i ka corrosion, kiʻekiʻe thermal conductivity, thermal shock resistance a me ka paʻa kemika kiʻekiʻe, a hiki ke hana maikaʻi i ka lewa epitaxial GaN. Eia kekahi, ʻokoʻa iki ka ʻokoʻa hoʻonui wela o SiC mai ka graphite, no laila ʻo SiC ka mea i makemake ʻia no ka uhi ʻana o ka base graphite.

I kēia manawa, ʻo ka SiC maʻamau ka nui o 3C, 4H a me 6H ʻano, a ʻokoʻa ka hoʻohana ʻana o SiC o nā ʻano aniani like ʻole. Eia kekahi laʻana, hiki i ka 4H-SiC ke hana i nā mea mana kiʻekiʻe; ʻO 6H-SiC ka mea paʻa loa a hiki ke hana i nā mea photoelectric; Ma muli o kona ʻano like me GaN, hiki ke hoʻohana ʻia ka 3C-SiC e hana i ka papa epitaxial GaN a hana i nā mea hana SiC-GaN RF. ʻO 3C-SiC ka mea maʻamau i kapa ʻia ʻo β-SiC, a ʻo ka hoʻohana nui ʻana o β-SiC ma ke ʻano he kiʻiʻoniʻoni a me ka mea uhi, no laila ʻo β-SiC ka mea nui no ka uhi ʻana.

ʻO ke ʻano no ka hoʻomākaukau ʻana i ka uhi silika carbide

I kēia manawa, ʻo ke ʻano o ka hoʻomākaukau ʻana o ka coating SiC ka mea nui e pili ana i ke ʻano gel-sol, ke ʻano hoʻopili, ke ʻano o ka uhi ʻana i ka pulupulu, ke ʻano hoʻoheheʻe plasma, ke ʻano hoʻoheheʻe kemika (CVR) a me ke ʻano hoʻoheheʻe kemika (CVD).

Ke ala hoʻokomo:

ʻO ke ʻano he ʻano o ka sintering paʻa paʻa kiʻekiʻe, ka mea nui e hoʻohana i ka hui ʻana o ka pauka Si a me ka pauka C e like me ka pauka embedding, kau ʻia ka graphite matrix i ka pauka embedding, a lawe ʻia ka sintering kiʻekiʻe i ke kinoea inert. , a i ka hope loa ua loaa ka uhi SiC ma ka ili o ka matrix graphite. He maʻalahi ke kaʻina hana a he maikaʻi ka hui ʻana ma waena o ka uhi a me ka substrate, akā maikaʻi ke ʻano like o ka uhi ʻana ma ka ʻaoʻao o ka mānoanoa, he mea maʻalahi ia e hana i nā lua hou aʻe a alakaʻi i ka pale ʻana i ka oxidation.

ʻO ke ʻano o ka uhi ʻana i ka palaki:

ʻO ke ʻano o ka uhi ʻana i ka pulupulu ka mea nui e palaki i ka wai maka wai ma ka ʻili o ka graphite matrix, a laila hoʻōla i ka mea maka i kahi mahana e hoʻomākaukau ai i ka uhi. He mea maʻalahi ke kaʻina hana a he haʻahaʻa ke kumukūʻai, akā nāwaliwali ka uhi i hoʻomākaukau ʻia e ke ʻano o ka uhi ʻana me ka substrate, maikaʻi ke ʻano o ka uhi ʻana, ʻeleʻele ka uhi a haʻahaʻa ke kūpaʻa o ka oxidation, a pono nā ʻano hana ʻē aʻe e kōkua ai. ia.

ʻO ke ʻano hoʻoheheʻe plasma:

ʻO ke ʻano o ka hoʻoheheʻe ʻana i ka plasma ka mea maʻamau e hoʻoheheʻe ʻia a i ʻole semi-melted mau mea maka ma ka ʻili o ka graphite matrix me kahi pū plasma, a laila paʻa a paʻa e hana i kahi uhi. He maʻalahi ke ʻano o ka hana a hiki ke hoʻomākaukau i kahi uhi silicon carbide paʻa, akā ʻo ka silicon carbide coating i hoʻomākaukau ʻia e ke ʻano he nāwaliwali loa a alakaʻi i ke kūpaʻa oxidation nāwaliwali, no laila hoʻohana maʻamau ia no ka hoʻomākaukau ʻana i ka uhi ʻana o SiC composite e hoʻomaikaʻi. ka maikaʻi o ka uhi.

ʻO ke ala gel-sol:

ʻO ke ʻano gel-sol ka mea maʻamau e hoʻomākaukau i kahi hopena sol ʻaʻahu a ʻālohilohi e uhi ana i ka ʻili o ka matrix, maloʻo i loko o kahi gel a laila sintering e loaʻa kahi uhi. He mea maʻalahi kēia ʻano hana a haʻahaʻa i ke kumukūʻai, akā ʻo ka uhi i hana ʻia he mau hemahema e like me ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa a me ka maʻalahi maʻalahi, no laila ʻaʻole hiki ke hoʻohana nui ʻia.

Pāʻani kinoea kinoea (CVR):

Hoʻopuka nui ʻo CVR i ka uhi SiC ma o ka hoʻohana ʻana i ka pauka Si a me SiO2 e hoʻohua ai i ka mahu SiO i ka wela kiʻekiʻe, a ke ʻano o nā hopena kemika ma ka ʻili o ka substrate material C. ʻO ka uhi SiC i hoʻomākaukau ʻia e kēia ʻano i hoʻopaʻa ʻia i ka substrate, akā ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka hopena a ʻoi aku ke kumukūʻai.

Hoʻopaʻa ʻia ka mahu (CVD):

I kēia manawa, ʻo CVD ka ʻenehana nui no ka hoʻomākaukau ʻana i ka uhi SiC ma ka ʻili substrate. ʻO ke kaʻina hana nui he pūʻulu o ke kino a me ke kemika o nā mea hoʻoheheʻe kinoea ma ka ʻili o ka substrate, a ma hope o ka hoʻomākaukau ʻana o ka uhi SiC ma ka waiho ʻana ma ka ʻili substrate. ʻO ka uhi SiC i hoʻomākaukau ʻia e ka ʻenehana CVD ua paʻa paʻa i ka ʻili o ka substrate, hiki ke hoʻomaikaʻi maikaʻi i ka pale ʻana o ka oxidation a me ke kūpaʻa ablative o ka mea substrate, akā ʻoi aku ka lōʻihi o ka manawa deposition o kēia ʻano, a ʻo ke kinoea hoʻohālikelike he mea ʻona. kinoea.

ʻO ke kūlana mākeke o ka base graphite i uhi ʻia ʻo SiC

I ka hoʻomaka mua ʻana o nā mea hana haole, loaʻa iā lākou ke alakaʻi a me ka māhele mākeke kiʻekiʻe. I ka honua holoʻokoʻa, ʻo nā mea hoʻolako nui o ka SiC coated graphite base ʻo Dutch Xycard, Kelemānia SGL Carbon (SGL), Japan Toyo Carbon, ʻAmelika Hui Pū ʻIa MEMC a me nā hui ʻē aʻe, e noho mau ana i ka mākeke honua. ʻOiai ua haki ʻo Kina i ka ʻenehana koʻikoʻi o ka ulu like ʻana o ka SiC coating ma ka ʻili o ka graphite matrix, ke hilinaʻi nei ka graphite matrix kiʻekiʻe i ka German SGL, Japan Toyo Carbon a me nā ʻoihana ʻē aʻe, ʻo ka graphite matrix i hāʻawi ʻia e nā ʻoihana kūloko e pili ana i ka lawelawe. ola ma muli o ka thermal conductivity, elastic modulus, rigid modulus, lattice defects a me nā pilikia ʻē aʻe. ʻAʻole hiki i nā lako MOCVD ke hoʻokō i nā koi o ka hoʻohana ʻana i ka base graphite coated SiC.

Ke ulu wikiwiki nei ka ʻoihana semiconductor o Kina, me ka hoʻonui lohi ʻana o ka MOCVD epitaxial lako localization rate, a me nā kaʻina hana ʻē aʻe e hoʻonui ai, ʻo ka mākeke huahana graphite base SiC e hiki mai ana e manaʻo ʻia e ulu wikiwiki. Wahi a nā manaʻo kuhi mua o ka ʻoihana, ʻoi aku ka mākeke kumu graphite home ma mua o 500 miliona yuan i nā makahiki e hiki mai ana.

ʻO ka SiC coated graphite base ka mea nui o ka hui semiconductor industrialization lako, ka haku ʻana i ka ʻenehana koʻikoʻi o kāna hana ʻana a me ka hana ʻana, a me ka ʻike ʻana i ka localization o ke kaulahao ʻoihana makaʻala holoʻokoʻa he koʻikoʻi koʻikoʻi no ka hōʻoia ʻana i ka hoʻomohala ʻana. ʻO ka ʻoihana semiconductor Kina. Ke ulu nei ke kahua o ka base graphite home SiC coated, a hiki i ka maikaʻi o ka huahana ke hiki koke i ka pae kiʻekiʻe o ka honua.