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 e hoʻohana i kahi kumu, a laila kau i ka substrate ma ka disc, a laila e hoʻohana i ka ʻenehana CVD i ka epitaxial deposition ma luna o ka substrate, ʻo ia ka SiC coated graphite base (ʻike ʻia ʻo ka pā).

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 epitaxial o nā kiʻiʻoniʻoni GaN i ka LED uliuli. Loaʻa iā ia nā mea maikaʻi 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.