半導体部品 – SiC コーティングされたグラファイトベース

SiC コーティングされたグラファイト ベースは、有機金属化学気相成長 (MOCVD) 装置で単結晶基板を支持および加熱するために一般的に使用されます。 SiC コーティングされたグラファイト ベースの熱安定性、熱均一性、その他の性能パラメータはエピタキシャル材料成長の品質に決定的な役割を果たすため、MOCVD 装置の中核となる重要なコンポーネントです。

ウェハ製造のプロセスでは、デバイスの製造を容易にするために、一部のウェハ基板上にエピタキシャル層がさらに構築されます。典型的な LED 発光デバイスは、シリコン基板上に GaAs のエピタキシャル層を準備する必要があります。 SiC エピタキシャル層は、高電圧、大電流、その他の電力用途向けの SBD、MOSFET などのデバイスを構築するために導電性 SiC 基板上に成長します。 GaN エピタキシャル層は半絶縁 SiC 基板上に構築され、HEMT や通信などの RF アプリケーション用のその他のデバイスをさらに構築します。このプロセスはCVD装置とは切り離せないものです。

CVD装置では、ガスの流れ（水平、垂直）、温度、圧力、固定、汚染物質の放出などの要素が関係するため、基板を金属上に直接配置したり、単にベース上に配置してエピタキシャル堆積を行うことはできません。影響要因。したがって、ベースを使用し、ディスク上に基板を配置し、CVD 技術を使用して基板上にエピタキシャル堆積する必要があります。これは、SiC コーティングされたグラファイト ベース (トレイとも呼ばれます) です。

SiC コーティングされたグラファイト ベースは、有機金属化学気相成長 (MOCVD) 装置で単結晶基板を支持および加熱するために一般的に使用されます。 SiC コーティングされたグラファイト ベースの熱安定性、熱均一性、その他の性能パラメータはエピタキシャル材料成長の品質に決定的な役割を果たすため、MOCVD 装置の中核となる重要なコンポーネントです。

有機金属化学気相成長法 (MOCVD) は、青色 LED の GaN 膜のエピタキシャル成長のための主流の技術です。簡単な操作、制御可能な成長速度、高純度の GaN 膜という利点があります。 MOCVD装置の反応チャンバーの重要なコンポーネントとして、GaN膜のエピタキシャル成長に使用されるベアリングベースには、高温耐性、均一な熱伝導率、優れた化学的安定性、強い熱衝撃耐性などの利点が必要です。グラファイト材料はこれらを満たすことができます。上記の条件。

MOCVD 装置の中核コンポーネントの 1 つであるグラファイト ベースは、基板のキャリアおよび加熱体であり、膜材料の均一性と純度を直接決定するため、その品質はエピタキシャル シートの作製に直接影響します。時間の経過とともに、使用回数の増加や作業条件の変化に応じて、消耗品に属するため、非常に簡単に着用できます。

黒鉛は優れた熱伝導性と安定性を備えており、MOCVD装置のベースコンポーネントとして優れた利点を持っていますが、製造プロセスにおいて、腐食性ガスや金属有機物の残留により黒鉛が粉末を腐食し、寿命が短くなります。グラファイトベースは大幅に減少します。同時に、落下した黒鉛粉がチップを汚染する原因となります。

コーティング技術の出現により、表面の粉体を固定し、熱伝導率を高め、熱分布を均一にすることができ、この問題を解決する主要な技術となっています。 MOCVD装置の使用環境におけるグラファイトベース、グラファイトベースの表面コーティングは次の特性を満たす必要があります。

(1) グラファイトベースを完全に包み込むことができ、密度が良好です。そうでない場合、グラファイトベースは腐食性ガス中で腐食しやすいです。

(2) グラファイトベースとの結合強度が高く、高温・低温サイクルを繰り返してもコーティングが剥がれにくい。

(3) 優れた化学的安定性を備えており、高温や腐食性雰囲気下でのコーティングの破損を防ぎます。

SiC は、耐食性、高熱伝導率、熱衝撃耐性、および高い化学的安定性という利点があり、GaN エピタキシャル雰囲気で良好に機能します。さらに、SiC の熱膨張係数はグラファイトの熱膨張係数とほとんど変わらないため、SiC はグラファイトベースの表面コーティングに好ましい材料です。

現在、一般的なSiCは主に3C、4H、6H型であり、結晶型の違いによりSiCの用途が異なります。たとえば、4H-SiC は高出力デバイスを製造できます。 6H-SiC は最も安定しており、光電デバイスを製造できます。 3C-SiC は GaN と構造が似ているため、GaN エピタキシャル層の生成や SiC-GaN RF デバイスの製造に使用できます。 3C-SiC は一般に β-SiC としても知られており、β-SiC の重要な用途はフィルムおよびコーティング材料であるため、β-SiC は現在コーティングの主な材料となっています。