SiC bilan qoplangan grafit asoslari odatda metall-organik kimyoviy bug'larni cho'ktirish (MOCVD) uskunalarida yagona kristalli substratlarni qo'llab-quvvatlash va isitish uchun ishlatiladi. SiC bilan qoplangan grafit bazasining termal barqarorligi, termal bir xilligi va boshqa ishlash parametrlari epitaksial materialning o'sishi sifatida hal qiluvchi rol o'ynaydi, shuning uchun u MOCVD uskunasining asosiy asosiy komponentidir.
Gofret ishlab chiqarish jarayonida qurilmalarni ishlab chiqarishni osonlashtirish uchun ba'zi gofret substratlarida epitaksial qatlamlar quriladi. Oddiy LED yorug'lik chiqaradigan qurilmalar silikon substratlarda GaAs epitaksial qatlamlarini tayyorlash kerak; SiC epitaksial qatlami yuqori kuchlanish, yuqori oqim va boshqa quvvat ilovalari uchun SBD, MOSFET va boshqalar kabi qurilmalarni qurish uchun Supero'tkazuvchilar SiC substratida o'stiriladi; GaN epitaksial qatlami HEMT va aloqa kabi RF ilovalari uchun boshqa qurilmalarni yanada qurish uchun yarim izolyatsiyalangan SiC substratida qurilgan. Bu jarayon CVD uskunasidan ajralmas.
CVD uskunasida substratni to'g'ridan-to'g'ri metallga joylashtirish yoki oddiygina epitaksial cho'kish uchun asosga joylashtirish mumkin emas, chunki u gaz oqimini (gorizontal, vertikal), haroratni, bosimni, fiksatsiyani, ifloslantiruvchi moddalarni to'kishni va boshqa jihatlarni o'z ichiga oladi. ta'sir etuvchi omillar. Shuning uchun, taglik kerak bo'ladi va keyin substrat diskka joylashtiriladi, so'ngra epitaksial yotqizish CVD texnologiyasidan foydalangan holda substratda amalga oshiriladi va bu asos SiC qoplangan grafit asosidir (shuningdek, laganda deb ham ataladi).
SiC bilan qoplangan grafit asoslari odatda metall-organik kimyoviy bug'larni cho'ktirish (MOCVD) uskunalarida yagona kristalli substratlarni qo'llab-quvvatlash va isitish uchun ishlatiladi. SiC bilan qoplangan grafit bazasining termal barqarorligi, termal bir xilligi va boshqa ishlash parametrlari epitaksial materialning o'sishi sifatida hal qiluvchi rol o'ynaydi, shuning uchun u MOCVD uskunasining asosiy asosiy komponentidir.
Metall-organik kimyoviy bug'larning cho'kishi (MOCVD) ko'k LEDda GaN plyonkalarining epitaksial o'sishi uchun asosiy texnologiyadir. Bu oddiy operatsiya, boshqariladigan o'sish tezligi va GaN plyonkalarining yuqori tozaligi afzalliklariga ega. MOCVD uskunasining reaktsiya kamerasining muhim komponenti sifatida GaN plyonkasi epitaksial o'sishi uchun ishlatiladigan rulman bazasi yuqori haroratga chidamlilik, bir xil issiqlik o'tkazuvchanligi, yaxshi kimyoviy barqarorlik, kuchli termal zarba qarshiligi va boshqalar afzalliklariga ega bo'lishi kerak. Grafit materiali javob berishi mumkin. yuqoridagi shartlar.
MOCVD uskunasining asosiy tarkibiy qismlaridan biri sifatida grafit bazasi substratning tashuvchisi va isitish tanasi bo'lib, u plyonka materialining bir xilligi va tozaligini bevosita aniqlaydi, shuning uchun uning sifati epitaksial varaqni tayyorlashga bevosita ta'sir qiladi va shu bilan birga. vaqt, foydalanish sonining ko'payishi va ish sharoitlarining o'zgarishi bilan, sarf materiallariga tegishli kiyish juda oson.
Grafit mukammal issiqlik o'tkazuvchanligi va barqarorligiga ega bo'lsa-da, MOCVD uskunasining asosiy komponenti sifatida yaxshi afzalliklarga ega, ammo ishlab chiqarish jarayonida grafit korroziy gazlar va metall organik moddalar qoldig'i va xizmat muddati tufayli kukunni korroziyaga olib keladi. grafit asosi sezilarli darajada kamayadi. Shu bilan birga, tushgan grafit kukuni chipning ifloslanishiga olib keladi.
Qoplama texnologiyasining paydo bo'lishi sirt kukunlari fiksatsiyasini ta'minlashi, issiqlik o'tkazuvchanligini oshirishi va issiqlik taqsimotini tenglashtirishi mumkin, bu muammoni hal qilishning asosiy texnologiyasiga aylandi. MOCVD uskunasidan foydalanish muhitida grafit asosi, grafit asosli sirt qoplamasi quyidagi xususiyatlarga javob berishi kerak:
(1) Grafit asosi to'liq o'ralgan bo'lishi mumkin va zichligi yaxshi, aks holda grafit bazasi korroziy gazda korroziyaga tushishi oson.
(2) Bir necha yuqori harorat va past haroratli davrlardan keyin qoplamaning tushishi oson emasligini ta'minlash uchun grafit bazasi bilan birikma kuchi yuqori.
(3) Yuqori harorat va korroziy atmosferada qoplamaning buzilishini oldini olish uchun yaxshi kimyoviy barqarorlikka ega.
SiC korroziyaga chidamlilik, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, termal zarba qarshiligi va yuqori kimyoviy barqarorlik afzalliklariga ega va GaN epitaksial atmosferada yaxshi ishlashi mumkin. Bundan tashqari, SiC ning termal kengayish koeffitsienti grafitdan juda kam farq qiladi, shuning uchun SiC grafit asosining sirtini qoplash uchun afzal qilingan materialdir.
Hozirgi vaqtda umumiy SiC asosan 3C, 4H va 6H turiga kiradi va turli xil kristall turlarining SiC ishlatilishi har xil. Masalan, 4H-SiC yuqori quvvatli qurilmalar ishlab chiqarishi mumkin; 6H-SiC eng barqaror va fotoelektrik qurilmalarni ishlab chiqarishi mumkin; GaN ga o'xshash tuzilishi tufayli 3C-SiC GaN epitaksial qatlamini ishlab chiqarish va SiC-GaN RF qurilmalarini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. 3C-SiC odatda b-SiC sifatida ham tanilgan va b-SiC dan muhim foydalanish kino va qoplama materialidir, shuning uchun b-SiC hozirda qoplama uchun asosiy materialdir.
Kremniy karbid qoplamasini tayyorlash usuli
Hozirgi vaqtda SiC qoplamasini tayyorlash usullari asosan gel-sol usuli, joylashtirish usuli, cho'tka bilan qoplash usuli, plazma püskürtme usuli, kimyoviy gaz reaktsiyasi usuli (CVR) va kimyoviy bug 'cho'ktirish usuli (CVD) o'z ichiga oladi.
O'rnatish usuli:
Usul yuqori haroratli qattiq fazali sinterlashning bir turi bo'lib, u asosan Si kukuni va C kukuni aralashmasini o'rnatish kukuni sifatida ishlatadi, grafit matritsasi o'rnatish kukuniga joylashtiriladi va yuqori haroratli sinterlash inert gazda amalga oshiriladi. , va nihoyat, grafit matritsasi yuzasida SiC qoplamasi olinadi. Jarayon oddiy va qoplama va substrat o'rtasidagi kombinatsiya yaxshi, lekin qalinligi yo'nalishi bo'yicha qoplamaning bir xilligi yomon, bu esa ko'proq teshiklarni ishlab chiqarish oson va yomon oksidlanish qarshiligiga olib keladi.
Cho'tka bilan qoplash usuli:
Cho'tkasi bilan qoplash usuli, asosan, grafit matritsasi yuzasida suyuq xom ashyoni cho'tkalash va keyin qoplamani tayyorlash uchun xom ashyoni ma'lum bir haroratda davolashdir. Jarayon oddiy va xarajati past, lekin cho'tka bilan qoplash usuli bilan tayyorlangan qoplama substrat bilan birgalikda zaif, qoplamaning bir xilligi yomon, qoplama nozik va oksidlanish qarshiligi past va yordam berish uchun boshqa usullar kerak. bu.
Plazma purkash usuli:
Plazma purkash usuli, asosan, eritilgan yoki yarim eritilgan xom ashyoni plazma tabancası bilan grafit matritsasi yuzasiga püskürtmek, so'ngra qoplamni hosil qilish uchun qotib qolish va yopishtirishdir. Usulni ishlatish oson va nisbatan zich silikon karbid qoplamasini tayyorlashi mumkin, ammo bu usul bilan tayyorlangan kremniy karbid qoplamasi ko'pincha juda zaif va zaif oksidlanish qarshiligiga olib keladi, shuning uchun u odatda SiC kompozit qoplamasini tayyorlash uchun ishlatiladi. qoplamaning sifati.
Gel-sol usuli:
Jel-sol usuli asosan matritsaning sirtini qoplaydigan bir xil va shaffof zol eritmasini tayyorlash, jelga quritish va qoplamani olish uchun sinterlashdan iborat. Ushbu usulni ishlatish oson va arzon narxga ega, ammo ishlab chiqarilgan qoplama past termal zarba qarshiligi va oson yorilish kabi ba'zi kamchiliklarga ega, shuning uchun uni keng qo'llash mumkin emas.
Kimyoviy gaz reaktsiyasi (CVR):
CVR asosan yuqori haroratda SiO bug'ini hosil qilish uchun Si va SiO2 kukuni yordamida SiC qoplamasini hosil qiladi va C materialining substrat yuzasida bir qator kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi. Ushbu usul bilan tayyorlangan SiC qoplamasi substrat bilan chambarchas bog'langan, ammo reaksiya harorati yuqori va xarajat yuqori.
Kimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD):
Hozirgi vaqtda CVD substrat yuzasida SiC qoplamasini tayyorlashning asosiy texnologiyasidir. Asosiy jarayon - bu substrat yuzasida gaz fazali reaktiv materialning bir qator fizik va kimyoviy reaktsiyalari va nihoyat SiC qoplamasi substrat yuzasiga cho'ktirish orqali tayyorlanadi. CVD texnologiyasi bilan tayyorlangan SiC qoplamasi substrat yuzasiga chambarchas bog'langan bo'lib, u substrat materialining oksidlanish qarshiligini va ablativ qarshiligini samarali ravishda yaxshilashi mumkin, ammo bu usulning cho'kish vaqti uzoqroq va reaksiya gazi ma'lum bir toksik toksiklikka ega. gaz.
SiC qoplangan grafit bazasining bozor holati
Chet ellik ishlab chiqaruvchilar erta boshlaganlarida, ular aniq etakchi va yuqori bozor ulushiga ega edilar. Xalqaro miqyosda SiC qoplangan grafit bazasining asosiy etkazib beruvchilari Gollandiyalik Xycard, Germaniya SGL Carbon (SGL), Yaponiya Toyo Carbon, Amerika Qo'shma Shtatlari MEMC va boshqa kompaniyalar bo'lib, ular asosan xalqaro bozorni egallaydi. Xitoy grafit matritsasi yuzasida SiC qoplamasining bir xil o'sishining asosiy asosiy texnologiyasini buzgan bo'lsa-da, yuqori sifatli grafit matritsa hali ham Germaniya SGL, Yaponiya Toyo Carbon va boshqa korxonalarga tayanadi, mahalliy korxonalar tomonidan taqdim etilgan grafit matritsasi xizmatga ta'sir qiladi. issiqlik o'tkazuvchanligi, elastik modul, qattiq modul, panjara nuqsonlari va boshqa sifat muammolari tufayli hayot. MOCVD uskunasi SiC bilan qoplangan grafit bazasidan foydalanish talablariga javob bera olmaydi.
Xitoyning yarimo'tkazgich sanoati jadal rivojlanmoqda, MOCVD epitaksial uskunalarini lokalizatsiya tezligini bosqichma-bosqich oshirish va boshqa jarayon ilovalarini kengaytirish bilan kelajakda SiC qoplangan grafit bazasi mahsulot bozorining tez o'sishi kutilmoqda. Sanoatning dastlabki hisob-kitoblariga ko'ra, kelgusi bir necha yil ichida mahalliy grafit bazasi bozori 500 million yuandan oshadi.
SiC bilan qoplangan grafit bazasi aralash yarimo'tkazgichlarni sanoatlashtirish uskunasining asosiy komponenti bo'lib, uni ishlab chiqarish va ishlab chiqarishning asosiy asosiy texnologiyasini o'zlashtirib, butun xomashyo-jarayon-uskunalar sanoati zanjirini mahalliylashtirishni amalga oshirishni ta'minlash uchun katta strategik ahamiyatga ega. Xitoyning yarimo'tkazgich sanoati. Mahalliy SiC bilan qoplangan grafit bazasi jadal rivojlanmoqda va mahsulot sifati tez orada xalqaro ilg'or darajaga yetishi mumkin.
Xabar vaqti: 24-iyul-2023-yil