يېرىم ئۆتكۈزگۈچ زاپچاسلىرى - SiC قاپلانغان گرافت ئاساسى

SiC قاپلانغان گرافت بازىسى ئادەتتە مېتال ئورگانىك خىمىيىلىك ھور چۆكمىسى (MOCVD) ئۈسكۈنىلىرىدىكى يەككە خرۇستال ماددىلارنى قوللاش ۋە قىزىتىشتا ئىشلىتىلىدۇ. SiC قاپلانغان گرافت بازىسىنىڭ ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ، ئىسسىقلىق بىردەكلىكى ۋە باشقا ئىقتىدار پارامېتىرلىرى يەر تەۋرەش ماتېرىيالىنىڭ ئۆسۈشىدە ھەل قىلغۇچ رول ئوينايدۇ ، شۇڭا ئۇ MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ يادرولۇق مۇھىم تەركىبىي قىسمى.

ۋافېر ياساش جەريانىدا ، ئۈسكۈنىلەرنىڭ ياسىلىشىغا قۇلايلىق يارىتىش ئۈچۈن ، بىر قىسىم ۋافېر ئاستى قىسمىغا ئېپىتاكسىيىلىك قەۋەتلەر قۇرۇلدى. تىپىك LED نۇر تارقىتىدىغان ئۈسكۈنىلەر كرېمنىينىڭ ئاستى قىسمىغا GaAs نىڭ ئېپتاكسىيىلىك قەۋىتىنى تەييارلىشى كېرەك. SiC epitaxial قەۋىتى SBD ، MOSFET قاتارلىق ئۈسكۈنىلەرنى ياساش ئۈچۈن ئۆتكۈزگۈچ SiC تارماق لىنىيىسىدە ئۆستۈرۈلۈپ ، يۇقىرى بېسىملىق ، يۇقىرى توك ۋە باشقا توك ئىشلىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. GaN epitaxial قەۋىتى يېرىم يېپىق ھالەتتىكى SiC تارماق ئېغىزىدا ياسالغان بولۇپ ، HEMT ۋە RF قوللىنىشچان پروگراممىلىرى قاتارلىق ئالاقە ئۈسكۈنىلىرىنى تېخىمۇ ئىلگىرىلىگەن ھالدا قۇرۇپ چىقىدۇ. بۇ جەريان CVD ئۈسكۈنىلىرىدىن ئايرىلالمايدۇ.

CVD ئۈسكۈنىلىرىدە ئاستىرتتىن بىۋاسىتە مېتالغا قويۇلمايدۇ ياكى يەر تەۋرەشنىڭ چۆكۈپ كېتىشىنىڭ ئاساسى ئۈستىگە قويۇلمايدۇ ، چۈنكى ئۇ گاز ئېقىمى (گورىزونتال ، تىك) ، تېمپېراتۇرا ، بېسىم ، ئوڭشاش ، بۇلغىمىلارنى تۆكۈش ۋە باشقا تەرەپلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. تەسىر ئامىلى. شۇڭلاشقا ، بىر بازا لازىم بولىدۇ ، ئاندىن ئاستىرتتىن دىسكىغا قويۇلدى ، ئاندىن يەر تەۋرەش چۆكمىسى CVD تېخنىكىسى ئارقىلىق تارماق بالا ئۈستىدە ئېلىپ بېرىلىدۇ ، بۇ بازا SiC سىرلانغان گرافت بازىسى (تەخسە دەپمۇ ئاتىلىدۇ).

SiC قاپلانغان گرافت بازىسى ئادەتتە مېتال ئورگانىك خىمىيىلىك ھور چۆكمىسى (MOCVD) ئۈسكۈنىلىرىدىكى يەككە خرۇستال ماددىلارنى قوللاش ۋە قىزىتىشتا ئىشلىتىلىدۇ. SiC قاپلانغان گرافت بازىسىنىڭ ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ، ئىسسىقلىق بىردەكلىكى ۋە باشقا ئىقتىدار پارامېتىرلىرى يەر تەۋرەش ماتېرىيالىنىڭ ئۆسۈشىدە ھەل قىلغۇچ رول ئوينايدۇ ، شۇڭا ئۇ MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ يادرولۇق مۇھىم تەركىبىي قىسمى.

مېتال ئورگانىك خىمىيىلىك ھور چۆكمىسى (MOCVD) كۆك LED دىكى GaN فىلىملىرىنىڭ تارقىلىشچان ئۆسۈشىدىكى ئاساسلىق تېخنىكا. ئۇ ئاددىي مەشغۇلات ، كونترول قىلغىلى بولىدىغان ئېشىش سۈرئىتى ۋە GaN فىلىملىرىنىڭ ساپلىقى يۇقىرى بولۇشتەك ئەۋزەللىككە ئىگە. MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ رېئاكسىيە ئۆيىدىكى مۇھىم تەركىب بولۇش سۈپىتى بىلەن ، GaN پىلاستىنكىسىنىڭ ئۆسۈشىگە ئىشلىتىلىدىغان توشۇش بازىسى يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا قارشى تۇرۇش ، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ، ياخشى خىمىيىلىك مۇقىملىق ، كۈچلۈك ئىسسىقلىق زەربىسىگە قارشى تۇرۇش قاتارلىق ئەۋزەللىككە ئىگە بولۇشى كېرەك. يۇقارقى شەرتلەر.

MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ يادرولۇق تەركىبلىرىنىڭ بىرى بولۇش سۈپىتى بىلەن ، گرافت بازىسى يەر ئاستى سۈيىنىڭ توشۇغۇچى ۋە ئىسسىنىش گەۋدىسى بولۇپ ، ئۇ كىنو ماتېرىيالىنىڭ بىردەكلىكى ۋە ساپلىقىنى بىۋاسىتە بەلگىلەيدۇ ، شۇڭا ئۇنىڭ سۈپىتى تۇتقاقلىق جەدۋىلىنىڭ تەييارلىنىشىغا بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ۋاقىت ، ئىشلىتىش قېتىم سانىنىڭ ئېشىشى ۋە خىزمەت شارائىتىنىڭ ئۆزگىرىشى بىلەن ، ئىستېمال قىلىشقا تەۋە ، كىيىش ناھايىتى ئاسان.

گەرچە گرافتنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە مۇقىملىقى ناھايىتى ياخشى بولسىمۇ ، ئەمما ئۇ MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئاساسى تەركىبىي قىسمى بولۇش سۈپىتى بىلەن ياخشى ئەۋزەللىككە ئىگە ، ئەمما ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا ، گرافت چىرىتكۈچى گاز ۋە مېتال ئورگانىكلارنىڭ قالدۇقلىرى ۋە پاراشوكنى چىرىتىدۇ. گرافت ئاساسى زور دەرىجىدە تۆۋەنلەيدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، چۈشۈپ كەتكەن گرافت پاراشوكى ئۆزەكنىڭ بۇلغىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

سىرلاش تېخنىكىسىنىڭ بارلىققا كېلىشى يەر ئۈستى پاراشوكىنى ئوڭشاش ، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى يۇقىرى كۆتۈرەلەيدۇ ۋە ئىسسىقلىق تارقىتىشنى تەڭلەشتۈرەلەيدۇ ، بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىدىغان ئاساسلىق تېخنىكا بولۇپ قالدى. MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ گرافىك ئاساسى مۇھىت ، گرافت ئاساسى يۈز قەۋىتى تۆۋەندىكى ئالاھىدىلىكلەرگە ماس كېلىشى كېرەك:

.

(2) گرافت ئاساسى بىلەن بىرلەشتۈرۈش كۈچى يۇقىرى بولۇپ ، بىر نەچچە يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە تۆۋەن تېمپېراتۇرا دەۋرىدىن كېيىن سىرنىڭ ئاسان چۈشۈپ كەتمەسلىكىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ.

(3) يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە چىرىتىشچان ئاتموسفېرا قاتلىمىنىڭ ئالدىنى ئېلىشنىڭ ياخشى خىمىيىلىك مۇقىملىقى بار.

SiC چىرىشكە چىداملىق ، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ، ئىسسىقلىق زەربىسىگە قارشى تۇرۇش كۈچى ۋە خىمىيىلىك مۇقىملىق قاتارلىق ئەۋزەللىككە ئىگە بولۇپ ، GaN تارقىلىشچان كەيپىياتتا ياخشى خىزمەت قىلالايدۇ. بۇنىڭدىن باشقا ، SiC نىڭ ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى گرافت بىلەن ئانچە پەرقلەنمەيدۇ ، شۇڭا SiC گرافت بازىسىنىڭ يەر يۈزى سىرتىغا ئەڭ ياقتۇرىدىغان ماتېرىيال.

ھازىر كۆپ ئۇچرايدىغان SiC ئاساسلىقى 3C ، 4H ۋە 6H تىپى بولۇپ ، ئوخشىمىغان خرۇستال تىپلارنىڭ SiC ئىشلىتىلىشى ئوخشىمايدۇ. مەسىلەن ، 4H-SiC يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ. 6H-SiC ئەڭ مۇقىم بولۇپ ، فوتو ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ. ئۇنىڭ قۇرۇلمىسى GaN بىلەن ئوخشىشىپ كېتىدىغان بولغاچقا ، 3C-SiC ئارقىلىق GaN ئېپتاكسىمان قەۋىتى ھاسىل قىلىشقا ۋە SiC-GaN RF ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشقا ئىشلىتىلىدۇ. 3C-SiC ئادەتتە β-SiC دەپمۇ ئاتىلىدۇ ، β-SiC نى مۇھىم ئىشلىتىش كىنو ۋە سىر ماتېرىيالى ، شۇڭا β-SiC ھازىر سىرلاشنىڭ ئاساسلىق ماتېرىيالى.

كرېمنىي كاربون يېپىنچىسى تەييارلاش ئۇسۇلى

ھازىر ، SiC سىرلاشنىڭ تەييارلىق ئۇسۇللىرى ئاساسلىقى گېلى ئېرىتىش ئۇسۇلى ، قىستۇرما ئۇسۇل ، چوتكا سىرلاش ئۇسۇلى ، پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى ، خىمىيىلىك گاز رېئاكسىيە ئۇسۇلى (CVR) ۋە خىمىيىلىك پارنى چۆكۈش ئۇسۇلى (CVD) قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

قىستۇرما ئۇسۇلى:

بۇ ئۇسۇل بىر خىل يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق قاتتىق فازا سىنتلاش ئۇسۇلى بولۇپ ، ئاساسلىقى سى تالقىنى بىلەن C تالقىنىنىڭ ئارىلاشمىسىنى قىستۇرما پاراشوك قىلىپ ئىشلىتىدۇ ، گرافت ماترىسسا قىستۇرما پاراشوكقا سېلىنىدۇ ، يۇقىرى تېمپېراتۇرا سىنتلاش ئىنېرت گازىدا ئېلىپ بېرىلىدۇ. ، ئاخىرىدا گرافىك ماترىسسا يۈزىدە SiC سىرتىغا ئېرىشىدۇ. بۇ جەريان ئاددىي بولۇپ ، سىر بىلەن ئاستى قەۋەتنىڭ بىرىكىشى ياخشى ، ئەمما قېلىنلىق يۆنىلىشىدىكى سىرنىڭ بىردەكلىكى ناچار ، بۇ تېخىمۇ كۆپ تۆشۈك ھاسىل قىلىپ ، ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

چوتكا سىرلاش ئۇسۇلى:

چوتكا سىرلاش ئۇسۇلى ئاساسلىقى سۇيۇق خام ماتېرىيالنى گرافت ماترىسسا يۈزىگە چوتكىلاش ، ئاندىن خام ئەشيانى مەلۇم تېمپېراتۇرىدا ساقايتىپ ، سىرنى تەييارلاش. بۇ جەريان ئاددىي ھەم تەننەرخى تۆۋەن ، ئەمما چوتكا سىرلاش ئۇسۇلى بىلەن تەييارلانغان سىرنىڭ ئاستى قىسمىغا ماس ھالدا ئاجىز ، سىرنىڭ بىردەكلىكى ناچار ، سىر نېپىز ، ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچى تۆۋەن ، باشقا ئۇسۇللار بىلەن ياردەم بېرىش كېرەك. it.

پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى:

پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى ئاساسلىقى ئېرىتىلگەن ياكى يېرىم ئېرىتىلگەن خام ماتېرىيالنى گرافت ماترىسسانىڭ يۈزىگە پلازما مىلتىق بىلەن پۈركۈپ ، ئاندىن مۇستەھكەملەپ ۋە باغلاپ سىر ھاسىل قىلىدۇ. بۇ ئۇسۇل مەشغۇلات قىلىش ئاددىي بولۇپ ، بىر قەدەر قويۇق بولغان كرېمنىي كاربون يېپىنچىسى تەييارلىيالايدۇ ، ئەمما بۇ ئۇسۇل بىلەن تەييارلانغان كرېمنىي كاربون يېپىنچىسى ھەمىشە بەك ئاجىز بولۇپ ، ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچى ئاجىزلاپ كېتىدۇ ، شۇڭا ئۇ ئادەتتە SiC بىرىكمە قەۋىتىنى تەييارلاشقا ئىشلىتىلىدۇ. سىرنىڭ سۈپىتى.

Gel-sol ئۇسۇلى:

گېلى ئېرىتىش ئۇسۇلى ئاساسلىقى ماترىسسانىڭ يۈزىنى قاپلىغان بىر تۇتاش ۋە سۈزۈك ئېرىتمە ئېرىتمىسى تەييارلاش ، گېلىغا قۇرۇتۇش ، ئاندىن گۇناھ قىلىپ سىرلاش. بۇ ئۇسۇل مەشغۇلات قىلىش ئاددىي ھەم تەننەرخى تۆۋەن ، ئەمما ئىشلەپچىقىرىلغان سىرنىڭ تۆۋەن ئىسسىقلىق زەربىسىگە قارشى تۇرۇش ۋە ئاسان يېرىلىش قاتارلىق بەزى يېتەرسىزلىكلىرى بار ، شۇڭا ئۇنى كەڭ كۆلەمدە ئىشلىتىشكە بولمايدۇ.

خىمىيىلىك گاز رېئاكسىيەسى (CVR):

CVR ئاساسلىقى Si ۋە SiO2 پاراشوكىدىن پايدىلىنىپ يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا SiO ھور ھاسىل قىلىش ئارقىلىق SiC سىرنى ھاسىل قىلىدۇ ، C ماتېرىيالنىڭ ئاستى قىسمىدا بىر قاتار خىمىيىلىك رېئاكسىيەلەر يۈز بېرىدۇ. بۇ خىل ئۇسۇل بىلەن تەييارلانغان SiC قاپلاش مېتابولىت بىلەن زىچ باغلانغان ، ئەمما رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسى يۇقىرى ، تەننەرخى تېخىمۇ يۇقىرى.

خىمىيىلىك ھور چۆكمىسى (CVD):

ھازىر ، CVD يەر ئاستى يۈزىدە SiC سىرنى تەييارلاشتىكى ئاساسلىق تېخنىكا. ئاساسلىق جەريان يەر ئاستى يۈزىدىكى گاز فازا رېئاكتور ماتېرىيالىنىڭ بىر يۈرۈش فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك رېئاكسىيەسى بولۇپ ، ئاخىرىدا SiC يېپىنچىسى يەر ئاستى يۈزىگە چۆكۈش ئارقىلىق تەييارلىنىدۇ. CVD تېخنىكىسى تەرىپىدىن تەييارلانغان SiC قاپلاش يەر ئاستى يۈزى بىلەن زىچ مۇناسىۋەتلىك بولۇپ ، ئۇ يەر ئاستى ماتېرىياللىرىنىڭ ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچى ۋە سۈركىلىشكە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى ئۈنۈملۈك يۇقىرى كۆتۈرەلەيدۇ ، ئەمما بۇ ئۇسۇلنىڭ چۆكۈش ۋاقتى ئۇزۇنراق ، رېئاكسىيە گازىنىڭ مەلۇم زەھىرى بار gas.

SiC قاپلانغان گرافت بازىسىنىڭ بازار ئەھۋالى

چەتئەل ئىشلەپچىقارغۇچىلار بالدۇر باشلىغاندا ، ئۇلارنىڭ ئېنىق يېتەكچىلىكى ۋە بازار ئۈلۈشى يۇقىرى بولغان. خەلقئارادا ، SiC سىرلانغان گرافت بازىسىنىڭ ئاساسلىق تەمىنلىگۈچىلىرى گوللاندىيە Xycard ، گېرمانىيە SGL كاربون (SGL) ، ياپونىيە تويو كاربون ، ئامېرىكا MEMC ۋە باشقا شىركەتلەر بولۇپ ، ئۇلار خەلقئارا بازارنى ئاساسىي جەھەتتىن ئىگىلەيدۇ. گەرچە جۇڭگو گرافت ماترىسسا يۈزىدە SiC سىرنىڭ بىردەك ئېشىشىنىڭ ئاچقۇچلۇق يادرولۇق تېخنىكىسىنى بۆسۈپ ئۆتكەن بولسىمۇ ، ئەمما يۇقىرى سۈپەتلىك گرافت ماترىسسا يەنىلا گېرمانىيە SGL ، ياپونىيە تويو كاربون ۋە باشقا كارخانىلارغا تايىنىدۇ ، ئەمما دۆلەت ئىچىدىكى كارخانىلار تەمىنلىگەن گرافت ماترىسسا مۇلازىمەتكە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ، ئېلاستىك مودۇل ، قاتتىق مودۇل ، رېشاتكا كەمتۈكلىكى ۋە باشقا سۈپەت مەسىلىسى سەۋەبىدىن ھايات. MOCVD ئۈسكۈنىلىرى SiC قاپلانغان گرافت بازىسىنى ئىشلىتىش تەلىپىگە ماسلىشالمايدۇ.

جۇڭگونىڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتى تېز تەرەققىي قىلماقتا ، MOCVD يۇقۇملۇق ئۈسكۈنىلەرنىڭ يەرلىكلەشتۈرۈش نىسبىتى ۋە باشقا جەريان قوللىنىشچان پروگراممىلىرىنىڭ تەدرىجىي ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، كەلگۈسىدىكى SiC سىرلانغان گرافت ئاساسى مەھسۇلات بازىرىنىڭ تېز ئېشىشىدىن ئۈمىد بار. دەسلەپكى كەسىپلەرنىڭ مۆلچەرىگە قارىغاندا ، كەلگۈسى بىر نەچچە يىلدا دۆلەت ئىچىدىكى گرافت ئاساسى بازىرى 500 مىليون يۈەندىن ئېشىپ كېتىدىكەن.

SiC قاپلانغان گرافت بازىسى بىرىكمە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائەتلەشتۈرۈش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ يادرولۇق تەركىبىي قىسمى ، ئىشلەپچىقىرىش ۋە ياساشنىڭ ئاساسلىق يادرولۇق تېخنىكىسىنى ئىگىلەپ ، پۈتكۈل خام ئەشيا پىششىقلاپ ئىشلەش-ئۈسكۈنە سانائىتى زەنجىرىنىڭ يەرلىكلەشتۈرۈلۈشىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇشنىڭ مۇھىم ئىستراتېگىيىلىك ئەھمىيىتى بار. جۇڭگونىڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتى. دۆلەت ئىچىدىكى SiC قاپلانغان گرافت بازىسىنىڭ ساھەسى جۇش ئۇرۇپ راۋاجلىنىۋاتىدۇ ، مەھسۇلات سۈپىتى پات يېقىندا خەلقئارا ئىلغار سەۋىيىگە يېتىدۇ.