Besi za grafiti zilizofunikwa kwa SiC hutumiwa kwa kawaida kusaidia na kupasha joto substrates za fuwele moja katika vifaa vya uwekaji wa mvuke wa kemikali ya metali-hai (MOCVD). Uthabiti wa joto, usawa wa mafuta na vigezo vingine vya utendaji vya msingi wa grafiti iliyofunikwa na SiC huchukua jukumu muhimu katika ubora wa ukuaji wa nyenzo za epitaxial, kwa hiyo ni sehemu kuu ya msingi ya vifaa vya MOCVD.
Katika mchakato wa utengenezaji wa kaki, tabaka za epitaxial hujengwa zaidi kwenye sehemu ndogo za kaki ili kuwezesha utengenezaji wa vifaa. Vifaa vya kawaida vya kutoa mwanga vya LED vinahitaji kuandaa tabaka za epitaxial za GaAs kwenye substrates za silicon; Safu ya epitaxial ya SiC hupandwa kwenye substrate ya SiC ya conductive kwa ajili ya ujenzi wa vifaa kama vile SBD, MOSFET, nk, kwa voltage ya juu, ya juu ya sasa na matumizi mengine ya nguvu; Safu ya epitaxial ya GaN imeundwa kwa sehemu ndogo ya SiC iliyowekewa maboksi ili kujenga zaidi HEMT na vifaa vingine vya matumizi ya RF kama vile mawasiliano. Utaratibu huu hauwezi kutenganishwa na vifaa vya CVD.
Katika vifaa vya CVD, substrate haiwezi kuwekwa moja kwa moja kwenye chuma au kuwekwa tu kwenye msingi wa utuaji wa epitaxial, kwa sababu inahusisha mtiririko wa gesi (usawa, wima), joto, shinikizo, fixation, kumwaga uchafuzi wa mazingira na mambo mengine. vipengele vya ushawishi. Kwa hiyo, msingi unahitajika, na kisha substrate imewekwa kwenye diski, na kisha uwekaji wa epitaxial unafanywa kwenye substrate kwa kutumia teknolojia ya CVD, na msingi huu ni msingi wa grafiti iliyofunikwa na SiC (pia inajulikana kama tray).
Besi za grafiti zilizofunikwa kwa SiC hutumiwa kwa kawaida kusaidia na kupasha joto substrates za fuwele moja katika vifaa vya uwekaji wa mvuke wa kemikali ya metali-hai (MOCVD). Uthabiti wa joto, usawa wa mafuta na vigezo vingine vya utendaji vya msingi wa grafiti iliyofunikwa na SiC huchukua jukumu muhimu katika ubora wa ukuaji wa nyenzo za epitaxial, kwa hiyo ni sehemu kuu ya msingi ya vifaa vya MOCVD.
Uwekaji wa mvuke wa kemikali ya metali-hai (MOCVD) ni teknolojia kuu ya ukuaji wa epitaxial wa filamu za GaN katika LED ya bluu. Ina faida za uendeshaji rahisi, kiwango cha ukuaji kinachoweza kudhibitiwa na usafi wa juu wa filamu za GaN. Kama sehemu muhimu katika chumba cha majibu cha vifaa vya MOCVD, msingi wa kuzaa unaotumiwa kwa ukuaji wa epitaxial wa filamu ya GaN unahitaji kuwa na manufaa ya upinzani wa joto la juu, upitishaji sare wa mafuta, utulivu mzuri wa kemikali, upinzani mkali wa mshtuko wa joto, nk Nyenzo za Graphite zinaweza kukidhi. masharti hapo juu.
Kama moja ya vipengele vya msingi vya vifaa vya MOCVD, msingi wa grafiti ni carrier na mwili wa joto wa substrate, ambayo huamua moja kwa moja usawa na usafi wa nyenzo za filamu, hivyo ubora wake huathiri moja kwa moja utayarishaji wa karatasi ya epitaxial, na wakati huo huo. wakati, pamoja na ongezeko la idadi ya matumizi na mabadiliko ya hali ya kazi, ni rahisi sana kuvaa, mali ya matumizi.
Ingawa grafiti ina conductivity bora ya mafuta na utulivu, ina faida nzuri kama sehemu ya msingi ya vifaa vya MOCVD, lakini katika mchakato wa uzalishaji, grafiti itaharibu poda kwa sababu ya mabaki ya gesi babuzi na viumbe vya metali, na maisha ya huduma. msingi wa grafiti utapungua sana. Wakati huo huo, poda ya grafiti inayoanguka itasababisha uchafuzi wa chip.
Kuibuka kwa teknolojia ya mipako inaweza kutoa urekebishaji wa unga wa uso, kuongeza conductivity ya mafuta, na kusawazisha usambazaji wa joto, ambayo imekuwa teknolojia kuu ya kutatua tatizo hili. Msingi wa grafiti katika mazingira ya matumizi ya vifaa vya MOCVD, mipako ya uso wa grafiti inapaswa kukidhi sifa zifuatazo:
(1) Msingi wa grafiti unaweza kufungwa kikamilifu, na wiani ni mzuri, vinginevyo msingi wa grafiti ni rahisi kuharibiwa katika gesi ya babuzi.
(2) Nguvu ya mchanganyiko na msingi wa grafiti ni ya juu ili kuhakikisha kwamba mipako si rahisi kuanguka baada ya mizunguko kadhaa ya joto la juu na joto la chini.
(3) Ina uthabiti mzuri wa kemikali ili kuzuia kushindwa kwa mipako katika halijoto ya juu na angahewa yenye babuzi.
SiC ina faida za upinzani kutu, conductivity ya juu ya mafuta, upinzani wa mshtuko wa joto na utulivu wa juu wa kemikali, na inaweza kufanya kazi vizuri katika angahewa ya GaN epitaxial. Kwa kuongeza, mgawo wa upanuzi wa joto wa SiC hutofautiana kidogo sana na ule wa grafiti, hivyo SiC ni nyenzo inayopendekezwa kwa ajili ya mipako ya uso wa msingi wa grafiti.
Kwa sasa, SiC ya kawaida ni hasa aina ya 3C, 4H na 6H, na matumizi ya SiC ya aina tofauti za fuwele ni tofauti. Kwa mfano, 4H-SiC inaweza kutengeneza vifaa vya juu vya nguvu; 6H-SiC ni imara zaidi na inaweza kutengeneza vifaa vya kupiga picha; Kwa sababu ya muundo wake sawa na GaN, 3C-SiC inaweza kutumika kutengeneza safu ya epitaxial ya GaN na kutengeneza vifaa vya SiC-GaN RF. 3C-SiC pia inajulikana kama β-SiC, na matumizi muhimu ya β-SiC ni kama nyenzo ya filamu na mipako, kwa hivyo β-SiC kwa sasa ndiyo nyenzo kuu ya upakaji.
Njia ya kuandaa mipako ya carbudi ya silicon
Kwa sasa, mbinu za utayarishaji wa mipako ya SiC ni pamoja na njia ya gel-sol, njia ya kupachika, njia ya mipako ya brashi, njia ya kunyunyizia plasma, njia ya mmenyuko wa gesi ya kemikali (CVR) na njia ya uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD).
Mbinu ya kupachika:
Njia hii ni aina ya uwekaji wa joto la juu, ambao hutumia mchanganyiko wa poda ya Si na poda ya C kama poda ya kupachika, matrix ya grafiti huwekwa kwenye unga wa kupachika, na uwekaji wa joto la juu unafanywa kwenye gesi ya ajizi. , na hatimaye mipako ya SiC inapatikana kwenye uso wa matrix ya grafiti. Mchakato ni rahisi na mchanganyiko kati ya mipako na substrate ni nzuri, lakini usawa wa mipako kando ya mwelekeo wa unene ni duni, ambayo ni rahisi kuzalisha mashimo zaidi na kusababisha upinzani duni wa oxidation.
Mbinu ya mipako ya brashi:
Njia ya mipako ya brashi ni hasa kupiga mswaki wa malighafi ya kioevu kwenye uso wa matrix ya grafiti, na kisha kuponya malighafi kwa joto fulani ili kuandaa mipako. Mchakato ni rahisi na gharama ni ya chini, lakini mipako iliyoandaliwa na njia ya mipako ya brashi ni dhaifu pamoja na substrate, usawa wa mipako ni duni, mipako ni nyembamba na upinzani wa oxidation ni mdogo, na njia nyingine zinahitajika kusaidia. ni.
Njia ya kunyunyizia plasma:
Njia ya kunyunyizia plasma ni hasa kunyunyizia malighafi iliyoyeyuka au nusu iliyoyeyuka kwenye uso wa matrix ya grafiti na bunduki ya plasma, na kisha kuimarisha na kuunganisha ili kuunda mipako. Njia hiyo ni rahisi kufanya kazi na inaweza kuandaa mipako ya kaboni ya silicon mnene, lakini mipako ya silicon iliyoandaliwa na njia hiyo mara nyingi ni dhaifu sana na husababisha upinzani dhaifu wa oxidation, kwa hivyo hutumiwa kwa ujumla kwa utayarishaji wa mipako ya mchanganyiko wa SiC ili kuboresha. ubora wa mipako.
Mbinu ya Gel-sol:
Njia ya gel-sol ni hasa kuandaa suluhisho la sare na la uwazi la sol inayofunika uso wa tumbo, kukausha ndani ya gel na kisha kuchomwa ili kupata mipako. Njia hii ni rahisi kufanya kazi na ya gharama nafuu, lakini mipako inayozalishwa ina mapungufu fulani kama vile upinzani mdogo wa mshtuko wa joto na ngozi rahisi, hivyo haiwezi kutumika sana.
Mmenyuko wa Gesi ya Kemikali (CVR) :
CVR huzalisha hasa mipako ya SiC kwa kutumia poda ya Si na SiO2 ili kuzalisha mvuke wa SiO kwenye joto la juu, na mfululizo wa athari za kemikali hutokea kwenye uso wa substrate ya nyenzo ya C. Mipako ya SiC iliyoandaliwa na njia hii inaunganishwa kwa karibu na substrate, lakini joto la mmenyuko ni kubwa na gharama ni kubwa zaidi.
Uwekaji wa Mvuke wa Kemikali (CVD) :
Kwa sasa, CVD ni teknolojia kuu ya kuandaa mipako ya SiC kwenye uso wa substrate. Mchakato kuu ni mfululizo wa athari za kimwili na kemikali za nyenzo za kukabiliana na awamu ya gesi kwenye uso wa substrate, na hatimaye mipako ya SiC imeandaliwa kwa utuaji kwenye uso wa substrate. Mipako ya SiC iliyoandaliwa na teknolojia ya CVD imeunganishwa kwa karibu na uso wa substrate, ambayo inaweza kuboresha kwa ufanisi upinzani wa oxidation na upinzani wa ablative wa nyenzo za substrate, lakini wakati wa utuaji wa njia hii ni mrefu, na gesi ya mmenyuko ina sumu fulani. gesi.
hali ya soko ya SiC coated grafiti msingi
Wakati wazalishaji wa kigeni walianza mapema, walikuwa na uongozi wazi na sehemu ya juu ya soko. Kimataifa, wasambazaji wakuu wa msingi wa grafiti wa SiC ni Uholanzi Xycard, Ujerumani SGL Carbon (SGL), Japan Toyo Carbon, MEMC ya Marekani na makampuni mengine, ambayo kimsingi yanamiliki soko la kimataifa. Ingawa China imevunja teknolojia ya msingi ya ukuaji wa sare ya mipako ya SiC kwenye uso wa matrix ya grafiti, matrix ya ubora wa grafiti bado inategemea SGL ya Ujerumani, Japan Toyo Carbon na makampuni mengine ya biashara, matrix ya grafiti iliyotolewa na makampuni ya ndani huathiri huduma. maisha kutokana na conductivity ya mafuta, moduli elastic, moduli rigid, kasoro kimiani na matatizo mengine ya ubora. Vifaa vya MOCVD haviwezi kukidhi mahitaji ya matumizi ya msingi wa grafiti wa SiC.
Sekta ya semiconductor ya China inaendelea kwa kasi, na ongezeko la taratibu la kiwango cha ujanibishaji wa vifaa vya MOCVD epitaxial, na upanuzi wa maombi mengine ya mchakato, soko la bidhaa la msingi la grafiti lililofunikwa na SiC linatarajiwa kukua kwa kasi. Kulingana na makadirio ya awali ya tasnia, soko la ndani la msingi la grafiti litazidi yuan milioni 500 katika miaka michache ijayo.
Msingi wa grafiti iliyofunikwa na SiC ni sehemu ya msingi ya vifaa vya uundaji wa semiconductor kiwanja, kusimamia teknolojia kuu ya uzalishaji na utengenezaji wake, na kutambua ujanibishaji wa mnyororo wa tasnia ya malighafi ya mchakato wa vifaa ni muhimu sana kimkakati kwa kuhakikisha maendeleo ya Sekta ya semiconductor ya China. Sehemu ya msingi wa grafiti iliyofunikwa na SiC inazidi kushamiri, na ubora wa bidhaa unaweza kufikia kiwango cha juu cha kimataifa hivi karibuni.
Muda wa kutuma: Jul-24-2023