SiC padengtos grafito bazės dažniausiai naudojamos monokristaliniams substratams palaikyti ir šildyti metalo-organinio cheminio nusodinimo garais (MOCVD) įrangoje. SiC dengto grafito pagrindo terminis stabilumas, šiluminis vienodumas ir kiti eksploataciniai parametrai vaidina lemiamą vaidmenį epitaksinės medžiagos augimo kokybei, todėl tai yra pagrindinis MOCVD įrangos komponentas.
Plokščių gamybos procese epitaksiniai sluoksniai toliau konstruojami ant kai kurių plokštelių substratų, kad būtų lengviau gaminti įrenginius. Tipiški LED šviesą skleidžiantys įrenginiai turi paruošti epitaksinius GaAs sluoksnius ant silicio substratų; SiC epitaksinis sluoksnis auginamas ant laidžiojo SiC substrato, kad būtų galima konstruoti prietaisus, tokius kaip SBD, MOSFET ir kt., skirtus aukštai įtampai, stipriai srovei ir kitoms galioms; GaN epitaksinis sluoksnis yra pastatytas ant pusiau izoliuoto SiC substrato, kad būtų galima toliau konstruoti HEMT ir kitus įrenginius, skirtus RF taikymui, pavyzdžiui, ryšiui. Šis procesas neatsiejamas nuo CVD įrangos.
CVD įrangoje substrato negalima dėti tiesiai ant metalo arba tiesiog padėti ant pagrindo epitaksiniam nusodinimui, nes tai susiję su dujų srautu (horizontaliu, vertikaliu), temperatūra, slėgiu, fiksavimu, teršalų išsiskyrimu ir kitais aspektais. įtakos veiksniai. Todėl reikia pagrindo, tada substratas dedamas ant disko, o tada epitaksinis nusodinimas ant pagrindo atliekamas naudojant CVD technologiją, o šis pagrindas yra SiC padengtas grafito pagrindas (taip pat žinomas kaip padėklas).
SiC padengtos grafito bazės dažniausiai naudojamos monokristaliniams substratams palaikyti ir šildyti metalo-organinio cheminio nusodinimo garais (MOCVD) įrangoje. SiC dengto grafito pagrindo terminis stabilumas, šiluminis vienodumas ir kiti eksploataciniai parametrai vaidina lemiamą vaidmenį epitaksinės medžiagos augimo kokybei, todėl tai yra pagrindinis MOCVD įrangos komponentas.
Metalo-organinis cheminis nusodinimas iš garų (MOCVD) yra pagrindinė technologija, skirta epitaksiniam GaN plėvelių augimui mėlyname LED. Jis turi paprasto veikimo, kontroliuojamo augimo greičio ir didelio GaN plėvelių grynumo privalumus. Kaip svarbus MOCVD įrangos reakcijos kameros komponentas, GaN plėvelės epitaksiniam augimui naudojama guolio bazė turi turėti atsparumo aukštai temperatūrai, vienodo šilumos laidumo, gero cheminio stabilumo, stipraus atsparumo šiluminiam smūgiui ir tt pranašumus. Grafitinė medžiaga gali atitikti aukščiau nurodytos sąlygos.
Kaip vienas iš pagrindinių MOCVD įrangos komponentų, grafito pagrindas yra pagrindo nešiklis ir kaitinimo korpusas, kuris tiesiogiai lemia plėvelės medžiagos vienodumą ir grynumą, todėl jo kokybė tiesiogiai veikia epitaksinio lakšto paruošimą ir tuo pačiu. laiku, didėjant panaudojimų skaičiui ir keičiantis darbo sąlygoms, labai lengva nešioti, priklausanti eksploatacinėms medžiagoms.
Nors grafitas pasižymi puikiu šilumos laidumu ir stabilumu, jis turi gerą pranašumą kaip pagrindinė MOCVD įrangos sudedamoji dalis, tačiau gamybos procese grafitas surūdys miltelius dėl korozinių dujų ir metalo organinių medžiagų likučių, o grafito tarnavimo laikas. grafito pagrindas labai sumažės. Tuo pačiu metu krintantys grafito milteliai užterš lustą.
Dengimo technologijos atsiradimas gali užtikrinti paviršiaus miltelių fiksavimą, padidinti šilumos laidumą ir išlyginti šilumos pasiskirstymą, o tai tapo pagrindine šios problemos sprendimo technologija. Grafito bazė MOCVD įrangos naudojimo aplinkoje, grafito pagrindo paviršiaus danga turi atitikti šias charakteristikas:
(1) Grafito pagrindą galima visiškai apvynioti, o tankis yra geras, kitaip grafito pagrindą lengva korozuoti korozinėse dujose.
(2) Derinio stiprumas su grafito pagrindu yra didelis, kad būtų užtikrinta, jog po kelių aukštos ir žemos temperatūros ciklų danga nebūtų lengva nukristi.
(3) Jis turi gerą cheminį stabilumą, kad būtų išvengta dangos gedimo esant aukštai temperatūrai ir korozinei atmosferai.
SiC turi atsparumo korozijai, didelio šilumos laidumo, atsparumo šiluminiam smūgiui ir didelio cheminio stabilumo pranašumus ir gali gerai veikti GaN epitaksinėje atmosferoje. Be to, SiC šiluminio plėtimosi koeficientas labai mažai skiriasi nuo grafito, todėl SiC yra tinkamiausia medžiaga grafito pagrindo paviršiaus dangai.
Šiuo metu įprastas SiC daugiausia yra 3C, 4H ir 6H tipo, o skirtingų kristalų tipų SiC panaudojimas yra skirtingas. Pavyzdžiui, 4H-SiC gali gaminti didelės galios įrenginius; 6H-SiC yra stabiliausias ir gali gaminti fotoelektrinius prietaisus; Dėl savo struktūros panašios į GaN, 3C-SiC gali būti naudojamas GaN epitaksiniam sluoksniui gaminti ir SiC-GaN RF prietaisams gaminti. 3C-SiC taip pat paprastai žinomas kaip β-SiC, o svarbus β-SiC panaudojimas yra kaip plėvelė ir dangos medžiaga, todėl β-SiC šiuo metu yra pagrindinė dengimo medžiaga.
Silicio karbido dangos paruošimo būdas
Šiuo metu SiC dangos paruošimo metodai daugiausia apima gelio-zolio metodą, įterpimo metodą, dengimo teptuku metodą, plazminio purškimo metodą, cheminės dujų reakcijos metodą (CVR) ir cheminio nusodinimo garais metodą (CVD).
Įdėjimo būdas:
Metodas yra tam tikras aukštos temperatūros kietosios fazės sukepinimas, kurio metu daugiausia naudojamas Si miltelių ir C miltelių mišinys kaip įterpimo milteliai, grafito matrica dedama į įterpimo miltelius, o aukštoje temperatūroje sukepinimas atliekamas inertinėse dujose. , ir galiausiai ant grafito matricos paviršiaus gaunama SiC danga. Procesas yra paprastas, o dangos ir pagrindo derinys yra geras, tačiau dangos vienodumas storio kryptimi yra prastas, todėl nesunku padaryti daugiau skylių ir dėl to sumažėja atsparumas oksidacijai.
Dengimo teptuku būdas:
Dengimo teptuku metodas daugiausia yra skystos žaliavos tepimas ant grafito matricos paviršiaus, o tada žaliavos sukietėjimas tam tikroje temperatūroje, kad būtų paruošta danga. Procesas paprastas ir kaina nedidelė, tačiau teptuku dengimo metodu paruošta danga yra silpna kartu su pagrindu, dangos vienodumas yra prastas, danga plona ir atsparumas oksidacijai mažas, todėl reikalingi kiti metodai. tai.
Plazminio purškimo būdas:
Plazminio purškimo metodas daugiausia yra ištirpusių arba pusiau išlydytų žaliavų purškimas ant grafito matricos paviršiaus plazminiu pistoletu, o po to sukietėja ir sujungiama, kad susidarytų danga. Metodas yra paprastas naudoti ir gali paruošti gana tankią silicio karbido dangą, tačiau šiuo metodu paruošta silicio karbido danga dažnai yra per silpna ir sukelia silpną atsparumą oksidacijai, todėl ji paprastai naudojama ruošiant SiC kompozicinę dangą, siekiant pagerinti. dangos kokybė.
Gelio-zolio metodas:
Gelio-zolio metodas daugiausia yra vienodo ir skaidraus zolio tirpalo paruošimas, padengiantis matricos paviršių, džiovinimas į gelį ir sukepinimas, kad būtų gauta danga. Šis metodas yra paprastas naudoti ir nebrangus, tačiau pagaminta danga turi tam tikrų trūkumų, tokių kaip mažas atsparumas šiluminiam smūgiui ir lengvas įtrūkimas, todėl ji negali būti plačiai naudojama.
Cheminė dujų reakcija (CVR):
CVR daugiausia generuoja SiC dangą, naudodamas Si ir SiO2 miltelius, kad sukurtų SiO garą aukštoje temperatūroje, o C medžiagos substrato paviršiuje vyksta daugybė cheminių reakcijų. Šiuo metodu paruošta SiC danga yra glaudžiai surišta su pagrindu, tačiau reakcijos temperatūra yra aukštesnė ir kaina didesnė.
Cheminis nusodinimas garais (CVD):
Šiuo metu CVD yra pagrindinė SiC dangos paruošimo ant pagrindo paviršiaus technologija. Pagrindinis procesas yra dujinės fazės reaguojančios medžiagos fizikinių ir cheminių reakcijų serija ant pagrindo paviršiaus, o galiausiai SiC danga paruošiama nusodinant ant pagrindo paviršiaus. CVD technologija paruošta SiC danga yra glaudžiai sujungta su pagrindo paviršiumi, o tai gali veiksmingai pagerinti substrato medžiagos atsparumą oksidacijai ir atsparumą abliaciniam poveikiui, tačiau šio metodo nusodinimo laikas yra ilgesnis, o reakcijos dujos turi tam tikrą toksiškumą. dujų.
SiC dengto grafito pagrindo rinkos situacija
Kai užsienio gamintojai pradėjo anksti, jie turėjo aiškų pranašumą ir didelę rinkos dalį. Tarptautiniu mastu pagrindiniai SiC dengto grafito pagrindo tiekėjai yra Olandijos Xycard, Vokietijos SGL Carbon (SGL), Japonijos Toyo Carbon, Jungtinių Valstijų MEMC ir kitos bendrovės, kurios iš esmės užima tarptautinę rinką. Nors Kinija įveikė pagrindinę technologiją, skirtą tolygiai augti SiC dangą ant grafito matricos paviršiaus, aukštos kokybės grafito matrica vis dar priklauso nuo Vokietijos SGL, Japan Toyo Carbon ir kitų įmonių, vietinių įmonių teikiama grafito matrica daro įtaką paslaugai. tarnavimo laikas dėl šilumos laidumo, tamprumo modulio, standaus modulio, gardelės defektų ir kitų kokybės problemų. MOCVD įranga negali atitikti SiC dengto grafito pagrindo naudojimo reikalavimų.
Kinijos puslaidininkių pramonė sparčiai vystosi, palaipsniui didėjant MOCVD epitaksinės įrangos lokalizavimo greičiui ir plečiantis kitoms procesų programoms, tikimasi, kad būsima SiC dengto grafito pagrindo produktų rinka sparčiai augs. Preliminariais pramonės vertinimais, per ateinančius kelerius metus vidaus grafito bazių rinka viršys 500 milijonų juanių.
SiC dengta grafito bazė yra pagrindinė sudėtinių puslaidininkių industrializacijos įrangos sudedamoji dalis, kurios pagrindinės gamybos ir gamybos technologijos įsisavinimas bei visos žaliavų-procesų-įrangos pramonės grandinės lokalizavimas turi didelę strateginę reikšmę užtikrinant pramonės plėtrą. Kinijos puslaidininkių pramonė. Vidaus SiC dengtos grafito bazės sritis klesti, o produkto kokybė netrukus gali pasiekti tarptautinį pažangų lygį.
Paskelbimo laikas: 2023-07-24