SiC kaplı grafit bazlar, metal-organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) ekipmanında tek kristal alt katmanları desteklemek ve ısıtmak için yaygın olarak kullanılır. SiC kaplı grafit bazın termal kararlılığı, termal tekdüzeliği ve diğer performans parametreleri, epitaksiyel malzeme büyümesinin kalitesinde belirleyici bir rol oynar, dolayısıyla MOCVD ekipmanının temel anahtar bileşenidir.
Plaka imalat prosesinde, cihazların imalatını kolaylaştırmak için bazı levha alt tabakaları üzerine epitaksiyel katmanlar ayrıca inşa edilir. Tipik LED ışık yayan cihazların, silikon substratlar üzerinde epitaksiyel GaAs katmanlarını hazırlaması gerekir; SiC epitaksiyel katmanı, yüksek voltaj, yüksek akım ve diğer güç uygulamalarına yönelik SBD, MOSFET vb. cihazların yapımı için iletken SiC substratı üzerinde büyütülür; GaN epitaksiyel katmanı, iletişim gibi RF uygulamalarına yönelik HEMT ve diğer cihazları daha da oluşturmak için yarı yalıtımlı SiC alt tabakası üzerine inşa edilmiştir. Bu süreç CVD ekipmanından ayrılamaz.
CVD ekipmanında, alt tabaka doğrudan metalin üzerine yerleştirilemez veya epitaksiyel biriktirme için basit bir şekilde bir taban üzerine yerleştirilemez çünkü bu, gaz akışını (yatay, dikey), sıcaklığı, basıncı, fiksasyonu, kirleticilerin dökülmesini ve diğer hususları içerir. etki faktörleri. Bu nedenle bir tabana ihtiyaç duyulur ve daha sonra alt tabaka diskin üzerine yerleştirilir ve daha sonra CVD teknolojisi kullanılarak alt tabaka üzerinde epitaksiyel biriktirme gerçekleştirilir ve bu taban SiC kaplı grafit tabandır (aynı zamanda tepsi olarak da bilinir).
SiC kaplı grafit bazlar, metal-organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) ekipmanında tek kristal alt katmanları desteklemek ve ısıtmak için yaygın olarak kullanılır. SiC kaplı grafit bazın termal kararlılığı, termal tekdüzeliği ve diğer performans parametreleri, epitaksiyel malzeme büyümesinin kalitesinde belirleyici bir rol oynar, dolayısıyla MOCVD ekipmanının temel anahtar bileşenidir.
Metal-organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD), GaN filmlerinin mavi LED'de epitaksiyel büyümesi için ana teknolojidir. GaN filmlerinin basit kullanımı, kontrol edilebilir büyüme hızı ve yüksek saflığı gibi avantajlara sahiptir. MOCVD ekipmanının reaksiyon odasında önemli bir bileşen olarak, GaN filminin epitaksiyel büyümesi için kullanılan yatak tabanının, yüksek sıcaklık direnci, tekdüze termal iletkenlik, iyi kimyasal stabilite, güçlü termal şok direnci vb. avantajlara sahip olması gerekir. Grafit malzemesi bu gereksinimleri karşılayabilir yukarıdaki koşullar.
MOCVD ekipmanının temel bileşenlerinden biri olan grafit taban, film malzemesinin tekdüzeliğini ve saflığını doğrudan belirleyen alt tabakanın taşıyıcısı ve ısıtma gövdesidir, dolayısıyla kalitesi epitaksiyel tabakanın hazırlanmasını doğrudan etkiler ve aynı zamanda Zamanla kullanım sayısının artması ve çalışma koşullarının değişmesiyle birlikte giyilmesi oldukça kolaylaşan, sarf malzemelerine ait olan bir üründür.
Grafit mükemmel termal iletkenliğe ve kararlılığa sahip olmasına rağmen, MOCVD ekipmanının temel bileşeni olarak iyi bir avantaja sahiptir, ancak üretim sürecinde grafit, aşındırıcı gazların ve metalik organiklerin kalıntıları ve servis ömrü nedeniyle tozu aşındıracaktır. Grafit tabanı büyük ölçüde azalacaktır. Aynı zamanda düşen grafit tozu talaşın kirlenmesine neden olacaktır.
Kaplama teknolojisinin ortaya çıkışı, yüzey tozunun sabitlenmesini sağlayabilir, ısı iletkenliğini artırabilir ve ısı dağılımını eşitleyebilir ve bu sorunu çözecek ana teknoloji haline gelmiştir. MOCVD ekipmanı kullanım ortamındaki grafit bazlı, grafit bazlı yüzey kaplaması aşağıdaki özellikleri karşılamalıdır:
(1) Grafit taban tamamen sarılabilir ve yoğunluk iyidir, aksi takdirde grafit tabanın aşındırıcı gazda paslanması kolaydır.
(2) Grafit bazlı kombinasyon mukavemeti, kaplamanın birkaç yüksek sıcaklık ve düşük sıcaklık döngüsünden sonra düşmesinin kolay olmamasını sağlamak için yüksektir.
(3) Yüksek sıcaklık ve aşındırıcı atmosferde kaplama arızasını önlemek için iyi bir kimyasal stabiliteye sahiptir.
SiC, korozyon direnci, yüksek termal iletkenlik, termal şok direnci ve yüksek kimyasal stabilite avantajlarına sahiptir ve GaN epitaksiyel atmosferinde iyi çalışabilir. Ayrıca SiC'nin termal genleşme katsayısı grafitinkinden çok az farklılık gösterir, bu nedenle SiC, grafit bazın yüzey kaplaması için tercih edilen malzemedir.
Şu anda yaygın olarak kullanılan SiC esas olarak 3C, 4H ve 6H tipindedir ve farklı kristal türlerinin SiC kullanımları farklıdır. Örneğin 4H-SiC, yüksek güçlü cihazlar üretebilir; 6H-SiC en kararlı olanıdır ve fotoelektrik cihazlar üretebilir; GaN'a benzer yapısı nedeniyle 3C-SiC, GaN epitaksiyel katman üretmek ve SiC-GaN RF cihazları üretmek için kullanılabilir. 3C-SiC aynı zamanda yaygın olarak β-SiC olarak da bilinir ve β-SiC'nin önemli bir kullanımı film ve kaplama malzemesidir, dolayısıyla β-SiC şu anda kaplama için ana malzemedir.
Silisyum karbür kaplama hazırlama yöntemi
Şu anda SiC kaplama hazırlama yöntemleri temel olarak jel-sol yöntemini, gömme yöntemini, fırça kaplama yöntemini, plazma püskürtme yöntemini, kimyasal gaz reaksiyonu yöntemini (CVR) ve kimyasal buhar biriktirme yöntemini (CVD) içerir.
Gömme yöntemi:
Yöntem, esas olarak gömme tozu olarak Si tozu ve C tozu karışımını kullanan, grafit matrisi gömme tozuna yerleştirilen ve yüksek sıcaklıkta sinterlemenin inert gazda gerçekleştirildiği bir tür yüksek sıcaklıkta katı faz sinterlemesidir. ve son olarak grafit matrisin yüzeyinde SiC kaplama elde edilir. İşlem basittir ve kaplama ile alt tabaka arasındaki kombinasyon iyidir, ancak kaplamanın kalınlık yönü boyunca tekdüzeliği zayıftır, bu da daha fazla delik oluşmasını kolaylaştırır ve oksidasyon direncinin zayıf olmasına yol açar.
Fırça kaplama yöntemi:
Fırça kaplama yöntemi esas olarak sıvı ham maddeyi grafit matrisinin yüzeyine fırçalamak ve daha sonra kaplamayı hazırlamak için ham maddeyi belirli bir sıcaklıkta sertleştirmektir. İşlem basittir ve maliyeti düşüktür, ancak fırça kaplama yöntemiyle hazırlanan kaplama alt tabaka ile kombinasyon halinde zayıftır, kaplama tekdüzeliği zayıftır, kaplama incedir ve oksidasyon direnci düşüktür ve yardımcı olmak için başka yöntemlere ihtiyaç vardır. BT.
Plazma püskürtme yöntemi:
Plazma püskürtme yöntemi esas olarak erimiş veya yarı erimiş hammaddeleri grafit matrisinin yüzeyine bir plazma tabancasıyla püskürtmek ve daha sonra katılaştırıp bir kaplama oluşturmak üzere bağlamaktır. Yöntemin kullanımı basittir ve nispeten yoğun bir silisyum karbür kaplama hazırlayabilir, ancak yöntemle hazırlanan silisyum karbür kaplama genellikle çok zayıftır ve zayıf oksidasyon direncine yol açar, bu nedenle genellikle SiC kompozit kaplamanın hazırlanmasında kullanılır. kaplamanın kalitesi.
Gel-sol yöntemi:
Jel-sol yöntemi temel olarak matrisin yüzeyini kaplayan tekdüze ve şeffaf bir sol çözeltisi hazırlamak, bir jel halinde kurutmak ve daha sonra bir kaplama elde etmek için sinterlemek içindir. Bu yöntemin uygulanması basit ve maliyeti düşüktür ancak üretilen kaplamanın termal şok direncinin düşük olması ve kolay çatlama gibi bazı eksiklikleri olduğundan yaygın olarak kullanılamaz.
Kimyasal Gaz Reaksiyonu (CVR):
CVR, yüksek sıcaklıkta SiO buharı üretmek için Si ve SiO2 tozunu kullanarak esas olarak SiC kaplama üretir ve C malzeme substratının yüzeyinde bir dizi kimyasal reaksiyon meydana gelir. Bu yöntemle hazırlanan SiC kaplama alt tabakaya sıkı bir şekilde bağlanır ancak reaksiyon sıcaklığı daha yüksek ve maliyeti daha yüksektir.
Kimyasal Buhar Birikimi (CVD):
Şu anda CVD, altlık yüzeyinde SiC kaplama hazırlamak için ana teknolojidir. Ana işlem, gaz fazındaki reaktan malzemenin substrat yüzeyinde bir dizi fiziksel ve kimyasal reaksiyonudur ve son olarak SiC kaplama, substrat yüzeyinde biriktirilerek hazırlanır. CVD teknolojisi ile hazırlanan SiC kaplama, substrat malzemesinin oksidasyon direncini ve ablatif direncini etkili bir şekilde artırabilen substratın yüzeyine yakından bağlanır, ancak bu yöntemin biriktirme süresi daha uzundur ve reaksiyon gazının belirli bir toksik etkisi vardır. gaz.
SiC kaplı grafit bazın pazar durumu
Yabancı üreticiler erken başladıklarında açık bir liderliğe ve yüksek pazar payına sahiplerdi. Uluslararası alanda, SiC kaplı grafit bazın ana tedarikçileri, temelde uluslararası pazarı işgal eden Dutch Xycard, Almanya SGL Carbon (SGL), Japonya Toyo Carbon, Amerika Birleşik Devletleri MEMC ve diğer şirketlerdir. Her ne kadar Çin, grafit matris yüzeyinde SiC kaplamanın tekdüze büyümesine ilişkin temel çekirdek teknolojisini kırmış olsa da, yüksek kaliteli grafit matrisi hala Alman SGL, Japonya Toyo Carbon ve diğer işletmelere dayanmaktadır; yerli işletmeler tarafından sağlanan grafit matrisi hizmeti etkilemektedir. termal iletkenlik, elastik modül, rijit modül, kafes kusurları ve diğer kalite sorunları nedeniyle ömür. MOCVD ekipmanı, SiC kaplı grafit bazın kullanım gereksinimlerini karşılayamaz.
Çin'in yarı iletken endüstrisi, MOCVD epitaksiyel ekipman yerelleştirme oranının kademeli olarak artması ve diğer proses uygulamalarının genişlemesiyle birlikte hızla gelişiyor; gelecekteki SiC kaplı grafit bazlı ürün pazarının hızla büyümesi bekleniyor. Ön sektör tahminlerine göre, yerel grafit baz pazarı önümüzdeki birkaç yıl içinde 500 milyon yuan'ı aşacak.
SiC kaplı grafit taban, bileşik yarı iletken sanayileşme ekipmanının temel bileşenidir, üretim ve imalatının temel çekirdek teknolojisine hakim olur ve tüm hammadde-proses-ekipman sanayi zincirinin yerelleştirilmesinin gerçekleştirilmesi, geliştirilmesini sağlamak için büyük bir stratejik öneme sahiptir. Çin'in yarı iletken endüstrisi. Yerli SiC kaplı grafit bazlı alan hızla büyüyor ve ürün kalitesi yakında uluslararası ileri seviyeye ulaşabilir.
Gönderim zamanı: Temmuz-24-2023