अर्धचालक भागहरू - SiC लेपित ग्रेफाइट आधार

SiC लेपित ग्रेफाइट आधारहरू सामान्यतया धातु-जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेप (MOCVD) उपकरणहरूमा एकल क्रिस्टल सब्सट्रेटहरूलाई समर्थन गर्न र तताउन प्रयोग गरिन्छ। थर्मल स्थिरता, थर्मल एकरूपता र SiC लेपित ग्रेफाइट आधारको अन्य प्रदर्शन प्यारामिटरहरूले एपिटेक्सियल सामग्रीको वृद्धिको गुणस्तरमा निर्णायक भूमिका खेल्छ, त्यसैले यो MOCVD उपकरणको मुख्य प्रमुख घटक हो।

वेफर निर्माणको प्रक्रियामा, उपकरणहरूको निर्माणलाई सहज बनाउन केही वेफर सब्सट्रेटहरूमा एपिटेक्सियल तहहरू थप निर्माण गरिन्छ। विशिष्ट LED प्रकाश उत्सर्जन गर्ने उपकरणहरूले सिलिकन सब्सट्रेटहरूमा GaAs को एपिटेक्सियल तहहरू तयार गर्न आवश्यक छ; SiC epitaxial लेयर उच्च भोल्टेज, उच्च वर्तमान र अन्य पावर अनुप्रयोगहरूको लागि SBD, MOSFET, आदि जस्ता उपकरणहरूको निर्माणको लागि प्रवाहकीय SiC सब्सट्रेटमा हुर्किन्छ; GaN epitaxial लेयर अर्ध-इन्सुलेटेड SiC सब्सट्रेटमा HEMT र संचार जस्ता RF अनुप्रयोगहरूको लागि अन्य उपकरणहरू निर्माण गर्न निर्माण गरिएको छ। यो प्रक्रिया CVD उपकरणबाट अविभाज्य छ।

CVD उपकरणहरूमा, सब्सट्रेटलाई सीधा धातुमा राख्न सकिँदैन वा केवल एपिटेक्सियल डिपोजिसनको लागि आधारमा राख्न सकिँदैन, किनभने यसले ग्यास प्रवाह (तेर्सो, ठाडो), तापक्रम, दबाब, फिक्सेसन, प्रदूषकहरूको बहाव र अन्य पक्षहरू समावेश गर्दछ। प्रभाव कारकहरू। त्यसकारण, एक आधार आवश्यक छ, र त्यसपछि सब्सट्रेट डिस्कमा राखिएको छ, र त्यसपछि एपिटेक्सियल डिपोजिसन सब्सट्रेटमा CVD टेक्नोलोजी प्रयोग गरी गरिन्छ, र यो आधार SiC लेपित ग्रेफाइट आधार (ट्रे भनेर पनि चिनिन्छ) हो।

SiC लेपित ग्रेफाइट आधारहरू सामान्यतया धातु-जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेप (MOCVD) उपकरणहरूमा एकल क्रिस्टल सब्सट्रेटहरूलाई समर्थन गर्न र तताउन प्रयोग गरिन्छ। थर्मल स्थिरता, थर्मल एकरूपता र SiC लेपित ग्रेफाइट आधारको अन्य प्रदर्शन प्यारामिटरहरूले एपिटेक्सियल सामग्रीको वृद्धिको गुणस्तरमा निर्णायक भूमिका खेल्छ, त्यसैले यो MOCVD उपकरणको मुख्य प्रमुख घटक हो।

धातु-जैविक रासायनिक वाष्प निक्षेप (MOCVD) निलो एलईडीमा GaN फिल्महरूको एपिटेक्सियल वृद्धिको लागि मुख्यधारा प्रविधि हो। यसमा सरल सञ्चालन, नियन्त्रणयोग्य वृद्धि दर र GaN चलचित्रहरूको उच्च शुद्धताका फाइदाहरू छन्। MOCVD उपकरणको प्रतिक्रिया कक्षमा एक महत्त्वपूर्ण घटकको रूपमा, GaN फिल्म एपिटेक्सियल वृद्धिको लागि प्रयोग गरिएको असर आधारमा उच्च तापमान प्रतिरोध, समान थर्मल चालकता, राम्रो रासायनिक स्थिरता, बलियो थर्मल झटका प्रतिरोध, इत्यादिका फाइदाहरू हुनु आवश्यक छ। ग्रेफाइट सामग्री पूरा गर्न सक्छ। माथिका सर्तहरू।

MOCVD उपकरणको मुख्य कम्पोनेन्टहरू मध्ये एकको रूपमा, ग्रेफाइट आधार सब्सट्रेटको वाहक र तताउने शरीर हो, जसले फिल्म सामग्रीको एकरूपता र शुद्धतालाई प्रत्यक्ष रूपमा निर्धारण गर्दछ, त्यसैले यसको गुणस्तरले एपिटेक्सियल शीटको तयारीलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ, र उही रूपमा। समय, प्रयोगको संख्याको वृद्धि र काम गर्ने अवस्थाको परिवर्तनको साथ, यो लगाउन धेरै सजिलो छ, उपभोग्य वस्तुहरूसँग सम्बन्धित।

यद्यपि ग्रेफाइटमा उत्कृष्ट थर्मल चालकता र स्थिरता छ, MOCVD उपकरणको आधारभूत घटकको रूपमा यसको राम्रो फाइदा छ, तर उत्पादन प्रक्रियामा, ग्रेफाइटले संक्षारक ग्याँसहरू र धातुका अर्गानिकहरूको अवशेषको कारणले पाउडरलाई क्षरण गर्नेछ, र यसको सेवा जीवन। ग्रेफाइट आधार धेरै कम हुनेछ। एकै समयमा, गिरने ग्रेफाइट पाउडरले चिपमा प्रदूषण निम्त्याउँछ।

कोटिंग टेक्नोलोजीको उदयले सतहको पाउडर फिक्सेसन प्रदान गर्न सक्छ, थर्मल चालकता बढाउन सक्छ, र गर्मी वितरणलाई समान बनाउन सक्छ, जुन यो समस्या समाधान गर्ने मुख्य प्रविधि भएको छ। MOCVD उपकरणमा ग्रेफाइट आधार प्रयोग वातावरण, ग्रेफाइट आधार सतह कोटिंग निम्न विशेषताहरू पूरा गर्नुपर्छ:

(1) ग्रेफाइट आधार पूर्ण रूपमा बेरिएको हुन सक्छ, र घनत्व राम्रो छ, अन्यथा ग्रेफाइट आधार संक्षारक ग्याँस मा क्षरण गर्न सजिलो छ।

(२) धेरै उच्च तापक्रम र कम तापक्रम चक्र पछि कोटिंग खस्न सजिलो छैन भनेर सुनिश्चित गर्न ग्रेफाइट आधारसँग संयोजन शक्ति उच्च छ।

(3) उच्च तापमान र संक्षारक वातावरणमा कोटिंग विफलताबाट बच्न योसँग राम्रो रासायनिक स्थिरता छ।

SiC सँग जंग प्रतिरोध, उच्च थर्मल चालकता, थर्मल झटका प्रतिरोध र उच्च रासायनिक स्थिरता को फाइदाहरू छन्, र GaN epitaxial वातावरणमा राम्रोसँग काम गर्न सक्छ। थप रूपमा, SiC को थर्मल विस्तार गुणांक ग्रेफाइटको भन्दा धेरै थोरै फरक छ, त्यसैले SiC ग्रेफाइट आधारको सतह कोटिंगको लागि मनपर्ने सामग्री हो।

वर्तमानमा, सामान्य SiC मुख्यतया 3C, 4H र 6H प्रकार हो, र विभिन्न क्रिस्टल प्रकारहरूको SiC प्रयोगहरू फरक छन्। उदाहरण को लागी, 4H-SiC ले उच्च शक्ति यन्त्रहरु निर्माण गर्न सक्छ; 6H-SiC सबैभन्दा स्थिर छ र फोटोइलेक्ट्रिक उपकरणहरू निर्माण गर्न सक्छ; GaN सँग मिल्दोजुल्दो संरचनाको कारण, 3C-SiC लाई GaN एपिटेक्सियल लेयर उत्पादन गर्न र SiC-GaN RF उपकरणहरू निर्माण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। 3C-SiC लाई सामान्यतया β-SiC को रूपमा पनि चिनिन्छ, र β-SiC को महत्त्वपूर्ण प्रयोग फिल्म र कोटिंग सामग्रीको रूपमा हो, त्यसैले β-SiC हाल कोटिंगको लागि मुख्य सामग्री हो।

सिलिकन कार्बाइड कोटिंग तयार गर्ने विधि

हाल, SiC कोटिंगको तयारी विधिहरूमा मुख्य रूपमा जेल-सोल विधि, इम्बेडिङ विधि, ब्रश कोटिंग विधि, प्लाज्मा स्प्रे गर्ने विधि, रासायनिक ग्यास प्रतिक्रिया विधि (CVR) र रासायनिक भाप निक्षेप विधि (CVD) समावेश छन्।

इम्बेडिङ विधि:

विधि एक प्रकारको उच्च तापक्रम ठोस चरण सिंटरिङ हो, जसले मुख्यतया सि पाउडर र सी पाउडरको मिश्रणलाई इम्बेडिङ पाउडरको रूपमा प्रयोग गर्दछ, ग्रेफाइट म्याट्रिक्स इम्बेडिङ पाउडरमा राखिन्छ, र उच्च तापक्रम सिन्टरिङलाई निष्क्रिय ग्यासमा गरिन्छ। र अन्तमा ग्रेफाइट म्याट्रिक्सको सतहमा SiC कोटिंग प्राप्त हुन्छ। प्रक्रिया सरल छ र कोटिंग र सब्सट्रेट बीचको संयोजन राम्रो छ, तर मोटाई दिशाको साथ कोटिंगको एकरूपता खराब छ, जसले अधिक प्वालहरू उत्पादन गर्न सजिलो छ र कमजोर अक्सीकरण प्रतिरोधको नेतृत्व गर्दछ।

ब्रश कोटिंग विधि:

ब्रश कोटिंग विधि मुख्यतया ग्रेफाइट म्याट्रिक्स को सतह मा तरल कच्चा माल ब्रश गर्न को लागी छ, र त्यसपछि कोटिंग तयार गर्न को लागी एक निश्चित तापमान मा कच्चा माल को उपचार। प्रक्रिया सरल छ र लागत कम छ, तर ब्रश कोटिंग विधि द्वारा बनाईएको कोटिंग सब्सट्रेट संग संयोजन मा कमजोर छ, कोटिंग एकरूपता कमजोर छ, कोटिंग पातलो छ र अक्सीकरण प्रतिरोध कम छ, र अन्य विधिहरु लाई सहयोग गर्न आवश्यक छ। यो।

प्लाज्मा स्प्रे गर्ने विधि:

प्लाज्मा स्प्रे गर्ने विधि मुख्यतया प्लाज्मा बन्दुकको साथ ग्रेफाइट म्याट्रिक्सको सतहमा पिघलिएको वा अर्ध-पग्लिएको कच्चा पदार्थहरू स्प्रे गर्न र त्यसपछि ठोस बनाउन र कोटिंग बनाउनको लागि बन्धन हो। यो विधि सञ्चालन गर्न सरल छ र अपेक्षाकृत बाक्लो सिलिकन कार्बाइड कोटिंग तयार गर्न सक्छ, तर विधि द्वारा तयार सिलिकन कार्बाइड कोटिंग अक्सर धेरै कमजोर छ र कमजोर अक्सीकरण प्रतिरोध को नेतृत्व गर्दछ, त्यसैले यो सामान्यतया सुधार गर्न SiC कम्पोजिट कोटिंग को तयारी को लागी प्रयोग गरिन्छ। कोटिंग को गुणस्तर।

जेल-सोल विधि:

जेल-सोल विधि मुख्यतया म्याट्रिक्सको सतहलाई ढाक्ने एक समान र पारदर्शी सोल समाधान तयार गर्न, जेलमा सुकाउने र त्यसपछि कोटिंग प्राप्त गर्न सिंटरिंग गर्ने हो। यो विधि सञ्चालन गर्न सरल र लागतमा कम छ, तर उत्पादित कोटिंगमा कम थर्मल झटका प्रतिरोध र सजिलो क्र्याकिंग जस्ता केही कमजोरीहरू छन्, त्यसैले यसलाई व्यापक रूपमा प्रयोग गर्न सकिँदैन।

रासायनिक ग्यास प्रतिक्रिया (CVR):

CVR ले मुख्यतया उच्च तापक्रममा SiO स्टीम उत्पन्न गर्न Si र SiO2 पाउडर प्रयोग गरेर SiC कोटिंग उत्पन्न गर्छ, र C सामग्री सब्सट्रेटको सतहमा रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको श्रृंखला हुन्छ। यस विधिद्वारा तयार गरिएको SiC कोटिंग सब्सट्रेटसँग नजिकबाट बाँधिएको छ, तर प्रतिक्रियाको तापक्रम उच्च छ र लागत बढी छ।

रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD):

हाल, CVD सब्सट्रेट सतहमा SiC कोटिंग तयार गर्ने मुख्य प्रविधि हो। मुख्य प्रक्रिया सब्सट्रेट सतहमा ग्यास चरण रिएक्टेन्ट सामग्रीको भौतिक र रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको श्रृंखला हो, र अन्तमा SiC कोटिंग सब्सट्रेट सतहमा जम्मा गरेर तयार हुन्छ। CVD टेक्नोलोजीद्वारा तयार गरिएको SiC कोटिंग सब्सट्रेटको सतहसँग नजिकबाट बाँधिएको छ, जसले प्रभावकारी रूपमा सब्सट्रेट सामग्रीको अक्सिडेशन प्रतिरोध र घटाउने प्रतिरोधलाई सुधार गर्न सक्छ, तर यस विधिको निक्षेप समय लामो छ, र प्रतिक्रिया ग्यासमा निश्चित विषाक्तता हुन्छ। ग्यास

SiC लेपित ग्रेफाइट आधार को बजार स्थिति

जब विदेशी उत्पादकहरूले चाँडै सुरु गरे, तिनीहरूसँग स्पष्ट नेतृत्व र उच्च बजार साझेदारी थियो। अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा, SiC लेपित ग्रेफाइट आधारको मुख्यधारा आपूर्तिकर्ताहरू डच Xycard, जर्मनी SGL कार्बन (SGL), जापान टोयो कार्बन, संयुक्त राज्य अमेरिका MEMC र अन्य कम्पनीहरू हुन्, जसले मूल रूपमा अन्तर्राष्ट्रिय बजार ओगटेका छन्। यद्यपि चीनले ग्रेफाइट म्याट्रिक्सको सतहमा SiC कोटिंगको समान वृद्धिको मुख्य मुख्य प्रविधिलाई तोडेको छ, उच्च गुणस्तरको ग्रेफाइट म्याट्रिक्स अझै पनि जर्मन SGL, जापान टोयो कार्बन र अन्य उद्यमहरूमा निर्भर छ, घरेलु उद्यमहरूले प्रदान गरेको ग्रेफाइट म्याट्रिक्सले सेवालाई असर गर्छ। थर्मल चालकता, लोचदार मोडुलस, कठोर मोडुलस, जाली दोष र अन्य गुणस्तर समस्याहरूको कारण जीवन। MOCVD उपकरणले SiC लेपित ग्रेफाइट आधारको प्रयोगको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्दैन।

MOCVD epitaxial उपकरण स्थानीयकरण दर, र अन्य प्रक्रिया अनुप्रयोग विस्तार को क्रमिक वृद्धि संग, चीन को अर्धचालक उद्योग छिटो विकास भइरहेको छ, भविष्य SiC लेपित ग्रेफाइट आधार उत्पादन बजार छिटो बढ्ने अपेक्षा गरिएको छ। प्रारम्भिक उद्योग अनुमान अनुसार, घरेलु ग्रेफाइट आधार बजार आगामी केही वर्षमा 500 मिलियन युआन नाघेको छ।

SiC लेपित ग्रेफाइट आधार कम्पाउन्ड सेमीकन्डक्टर औद्योगिकीकरण उपकरणको मुख्य भाग हो, यसको उत्पादन र निर्माणको मुख्य कोर टेक्नोलोजीमा महारत हासिल गर्दै, र सम्पूर्ण कच्चा माल-प्रक्रिया-उपकरण उद्योग श्रृंखलाको स्थानीयकरणको विकास सुनिश्चित गर्नको लागि ठूलो रणनीतिक महत्त्व छ। चीनको अर्धचालक उद्योग। घरेलु SiC लेपित ग्रेफाइट आधारको क्षेत्र बढ्दै गएको छ, र उत्पादनको गुणस्तर चाँडै नै अन्तर्राष्ट्रिय उन्नत स्तरमा पुग्न सक्छ।