Bazat e grafitit të veshura me SiC përdoren zakonisht për të mbështetur dhe ngrohur nënshtresat me një kristal në pajisjet e depozitimit të avullit kimik metal-organik (MOCVD). Stabiliteti termik, uniformiteti termik dhe parametrat e tjerë të performancës së bazës së grafitit të veshur me SiC luajnë një rol vendimtar në cilësinë e rritjes së materialit epitaksial, kështu që është komponenti kryesor kyç i pajisjeve MOCVD.
Në procesin e prodhimit të vaferës, shtresat epitaksiale ndërtohen më tej në disa nënshtresa vaferi për të lehtësuar prodhimin e pajisjeve. Pajisjet tipike LED që lëshojnë dritë duhet të përgatisin shtresa epitaksiale të GaAs në nënshtresa silikoni; Shtresa epitaksiale SiC është rritur në nënshtresën përçuese SiC për ndërtimin e pajisjeve si SBD, MOSFET, etj., për aplikime të tensionit të lartë, rrymës së lartë dhe të tjera të energjisë; Shtresa epitaksiale GaN është ndërtuar në një substrat SiC gjysmë të izoluar për të ndërtuar më tej HEMT dhe pajisje të tjera për aplikime RF si komunikimi. Ky proces është i pandashëm nga pajisjet CVD.
Në pajisjet CVD, nënshtresa nuk mund të vendoset drejtpërdrejt në metal ose thjesht të vendoset në një bazë për depozitim epitaksial, sepse përfshin rrjedhjen e gazit (horizontale, vertikale), temperaturën, presionin, fiksimin, derdhjen e ndotësve dhe aspekte të tjera të faktorët e ndikimit. Prandaj, nevojitet një bazë dhe më pas vendoset nënshtresa në disk dhe më pas kryhet depozitimi epitaksial në nënshtresë duke përdorur teknologjinë CVD dhe kjo bazë është baza e grafitit e veshur me SiC (e njohur edhe si tabaka).
Bazat e grafitit të veshura me SiC përdoren zakonisht për të mbështetur dhe ngrohur nënshtresat me një kristal në pajisjet e depozitimit të avullit kimik metal-organik (MOCVD). Stabiliteti termik, uniformiteti termik dhe parametrat e tjerë të performancës së bazës së grafitit të veshur me SiC luajnë një rol vendimtar në cilësinë e rritjes së materialit epitaksial, kështu që është komponenti kryesor kyç i pajisjeve MOCVD.
Depozitimi i avullit kimik metal-organik (MOCVD) është teknologjia kryesore për rritjen epitaksiale të filmave GaN në LED blu. Ka avantazhet e funksionimit të thjeshtë, shkallës së rritjes së kontrollueshme dhe pastërtisë së lartë të filmave GaN. Si një komponent i rëndësishëm në dhomën e reagimit të pajisjeve MOCVD, baza mbajtëse e përdorur për rritjen epitaksiale të filmit GaN duhet të ketë avantazhet e rezistencës ndaj temperaturës së lartë, përçueshmërisë termike uniforme, stabilitetit të mirë kimik, rezistencës së fortë ndaj goditjes termike, etj. Materiali grafit mund të përmbushë kushtet e mësipërme.
Si një nga komponentët kryesorë të pajisjeve MOCVD, baza e grafit është bartës dhe trupi ngrohës i nënshtresës, i cili përcakton drejtpërdrejt uniformitetin dhe pastërtinë e materialit filmik, kështu që cilësia e tij ndikon drejtpërdrejt në përgatitjen e fletës epitaksiale, dhe në të njëjtën kohë. kohë, me rritjen e numrit të përdorimeve dhe ndryshimin e kushteve të punës, është shumë e lehtë për t'u veshur, që i përket materialeve harxhuese.
Megjithëse grafiti ka përçueshmëri dhe stabilitet të shkëlqyeshëm termik, ai ka një avantazh të mirë si një komponent bazë i pajisjeve MOCVD, por në procesin e prodhimit, grafiti do të gërryejë pluhurin për shkak të mbetjeve të gazeve gërryese dhe organikeve metalike, dhe jetëgjatësisë së shërbimit të baza e grafit do të reduktohet shumë. Në të njëjtën kohë, pluhuri i grafitit në rënie do të shkaktojë ndotje në çip.
Shfaqja e teknologjisë së veshjes mund të sigurojë fiksimin e pluhurit sipërfaqësor, të rrisë përçueshmërinë termike dhe të barazojë shpërndarjen e nxehtësisë, e cila është bërë teknologjia kryesore për të zgjidhur këtë problem. Baza e grafitit në mjedisin e përdorimit të pajisjeve MOCVD, veshja e sipërfaqes së bazës grafit duhet të plotësojë karakteristikat e mëposhtme:
(1) Baza e grafitit mund të mbështillet plotësisht, dhe dendësia është e mirë, përndryshe baza e grafitit është e lehtë për t'u gërryer në gazin gërryes.
(2) Forca e kombinimit me bazën e grafitit është e lartë për të siguruar që veshja të mos jetë e lehtë të bjerë pas disa cikleve të temperaturës së lartë dhe temperaturës së ulët.
(3) Ka stabilitet të mirë kimik për të shmangur dështimin e veshjes në temperaturë të lartë dhe atmosferë gërryese.
SiC ka avantazhet e rezistencës ndaj korrozionit, përçueshmëri të lartë termike, rezistencë ndaj goditjes termike dhe stabilitet të lartë kimik, dhe mund të funksionojë mirë në atmosferën epitaksiale GaN. Përveç kësaj, koeficienti i zgjerimit termik të SiC ndryshon shumë pak nga ai i grafitit, kështu që SiC është materiali i preferuar për veshjen sipërfaqësore të bazës së grafitit.
Aktualisht, SiC i zakonshëm është kryesisht i tipit 3C, 4H dhe 6H, dhe përdorimet e SiC të llojeve të ndryshme të kristaleve janë të ndryshme. Për shembull, 4H-SiC mund të prodhojë pajisje me fuqi të lartë; 6H-SiC është më i qëndrueshëm dhe mund të prodhojë pajisje fotoelektrike; Për shkak të strukturës së tij të ngjashme me GaN, 3C-SiC mund të përdoret për të prodhuar shtresën epitaksiale GaN dhe për të prodhuar pajisje SiC-GaN RF. 3C-SiC njihet zakonisht si β-SiC, dhe një përdorim i rëndësishëm i β-SiC është si material filmi dhe veshjeje, kështu që β-SiC është aktualisht materiali kryesor për veshje.
Metoda e përgatitjes së veshjes së karbitit të silikonit
Aktualisht, metodat e përgatitjes së veshjes SiC përfshijnë kryesisht metodën xhel-sol, metodën e futjes, metodën e veshjes me furçë, metodën e spërkatjes me plazma, metodën e reagimit kimik të gazit (CVR) dhe metodën e depozitimit kimik të avullit (CVD).
Metoda e futjes:
Metoda është një lloj sinterimi me fazë të ngurtë me temperaturë të lartë, i cili kryesisht përdor përzierjen e pluhurit Si dhe pluhurit C si pluhur ngulitës, matrica e grafitit vendoset në pluhurin e ngulitjes dhe sinterimi në temperaturë të lartë kryhet në gazin inert. , dhe në fund përftohet veshja SiC në sipërfaqen e matricës së grafitit. Procesi është i thjeshtë dhe kombinimi midis veshjes dhe nënshtresës është i mirë, por uniformiteti i veshjes përgjatë drejtimit të trashësisë është i dobët, gjë që është e lehtë për të prodhuar më shumë vrima dhe çon në rezistencë të dobët oksidimi.
Metoda e veshjes me furçë:
Metoda e veshjes me furçë është kryesisht për të larë lëndën e parë të lëngshme në sipërfaqen e matricës së grafitit, dhe më pas kurimin e lëndës së parë në një temperaturë të caktuar për të përgatitur veshjen. Procesi është i thjeshtë dhe kostoja është e ulët, por veshja e përgatitur me metodën e veshjes me furçë është e dobët në kombinim me nënshtresën, uniformiteti i veshjes është i dobët, veshja është e hollë dhe rezistenca ndaj oksidimit është e ulët dhe nevojiten metoda të tjera për të ndihmuar. atë.
Metoda e spërkatjes së plazmës:
Metoda e spërkatjes së plazmës është kryesisht spërkatja e lëndëve të para të shkrira ose gjysmë të shkrira në sipërfaqen e matricës së grafit me një armë plazma, dhe më pas ngurtësimi dhe ngjitja për të formuar një shtresë. Metoda është e thjeshtë për t'u përdorur dhe mund të përgatisë një shtresë relativisht të dendur karabit silikoni, por veshja e karbitit të silikonit e përgatitur nga kjo metodë është shpesh shumë e dobët dhe çon në rezistencë të dobët ndaj oksidimit, kështu që përdoret përgjithësisht për përgatitjen e veshjes së përbërë SiC për të përmirësuar cilësia e veshjes.
Metoda xhel-sol:
Metoda xhel-sol është kryesisht përgatitja e një solucioni të njëtrajtshëm dhe transparent që mbulon sipërfaqen e matricës, thahet në një xhel dhe më pas shkrihet për të marrë një shtresë. Kjo metodë është e thjeshtë për t'u përdorur dhe me kosto të ulët, por veshja e prodhuar ka disa mangësi si rezistenca e ulët ndaj goditjes termike dhe plasaritja e lehtë, kështu që nuk mund të përdoret gjerësisht.
Reaksioni kimik i gazit (CVR):
CVR kryesisht gjeneron veshje SiC duke përdorur pluhur Si dhe SiO2 për të gjeneruar avull SiO në temperaturë të lartë dhe një sërë reaksionesh kimike ndodhin në sipërfaqen e substratit të materialit C. Veshja SiC e përgatitur me këtë metodë është e lidhur ngushtë me nënshtresën, por temperatura e reagimit është më e lartë dhe kostoja është më e lartë.
Depozitimi i avullit kimik (CVD):
Aktualisht, CVD është teknologjia kryesore për përgatitjen e veshjes SiC në sipërfaqen e nënshtresës. Procesi kryesor është një seri reaksionesh fizike dhe kimike të materialit reaktant të fazës së gazit në sipërfaqen e nënshtresës dhe në fund veshja SiC përgatitet me depozitim në sipërfaqen e nënshtresës. Veshja SiC e përgatitur nga teknologjia CVD është e lidhur ngushtë me sipërfaqen e nënshtresës, e cila mund të përmirësojë në mënyrë efektive rezistencën ndaj oksidimit dhe rezistencën ablative të materialit të nënshtresës, por koha e depozitimit të kësaj metode është më e gjatë dhe gazi i reagimit ka një toksic të caktuar. gazit.
Situata e tregut të bazës grafit të veshur me SiC
Kur prodhuesit e huaj filluan herët, ata kishin një epërsi të qartë dhe një pjesë të lartë të tregut. Ndërkombëtarisht, furnizuesit kryesorë të bazës së grafitit të veshur me SiC janë holandeze Xycard, Gjermania SGL Carbon (SGL), Japonia Toyo Carbon, MEMC e Shteteve të Bashkuara dhe kompani të tjera, të cilat në thelb zënë tregun ndërkombëtar. Megjithëse Kina ka thyer teknologjinë kryesore kryesore të rritjes uniforme të veshjes SiC në sipërfaqen e matricës së grafitit, matrica e grafitit me cilësi të lartë ende mbështetet në SGL gjermane, Japoni Toyo Carbon dhe ndërmarrje të tjera, matrica e grafitit e ofruar nga ndërmarrjet vendase ndikon në shërbim. jetë për shkak të përçueshmërisë termike, modulit elastik, modulit të ngurtë, defekteve të rrjetës dhe problemeve të tjera të cilësisë. Pajisja MOCVD nuk mund të plotësojë kërkesat e përdorimit të bazës grafit të veshur me SiC.
Industria gjysmëpërçuese e Kinës po zhvillohet me shpejtësi, me rritjen graduale të shkallës së lokalizimit të pajisjeve epitaksiale MOCVD dhe zgjerimin e aplikacioneve të tjera të procesit, tregu i ardhshëm i produkteve me bazë grafiti të veshur me SiC pritet të rritet me shpejtësi. Sipas vlerësimeve paraprake të industrisë, tregu vendas i bazës së grafitit do të kalojë 500 milionë juanë në vitet e ardhshme.
Baza e grafitit të veshur me SiC është përbërësi kryesor i pajisjeve të industrializimit gjysmëpërçues të përbërë, zotërimi i teknologjisë kryesore të prodhimit dhe prodhimit të tij dhe realizimi i lokalizimit të të gjithë zinxhirit të industrisë lëndë të parë-proces-pajisje është me rëndësi të madhe strategjike për sigurimin e zhvillimit të Industria gjysmëpërçuese e Kinës. Fusha e bazës vendase të grafitit të veshur me SiC po lulëzon dhe cilësia e produktit mund të arrijë nivelin e avancuar ndërkombëtar së shpejti.
Koha e postimit: 24 korrik 2023