Miért a SiC bevonat kulcsfontosságú maganyag a SiC epitaxiális növekedéshez?

A CVD berendezésekben a szubsztrát nem helyezhető közvetlenül a fémre vagy egyszerűen egy alapra epitaxiális lerakódáshoz, mert ez különféle tényezőktől függ, mint például a gázáramlás iránya (vízszintes, függőleges), hőmérséklet, nyomás, rögzítés és leeső szennyező anyagok. Ezért szükség van egy alapra, majd a lemezre kerül a hordozó, majd CVD technológiával epitaxiális felhordást végeznek a hordozón. Ez az alap aSiC bevonatú grafit alap.

Alapkomponensként a grafit alap nagy fajlagos szilárdsággal és modulussal, jó hősokkállósággal és korrózióállósággal rendelkezik, de a gyártási folyamat során a grafit korrodálódik és porosodik a maradék korrozív gáz és fém szerves anyag, valamint a szerviz miatt. a grafit alap élettartama jelentősen csökken. Ugyanakkor a lehullott grafitpor szennyeződést okoz a forgácson. A gyártási folyamatban aszilícium-karbid epitaxiális lapkák, nehéz teljesíteni az emberek egyre szigorúbb felhasználási követelményeit a grafit anyagokkal szemben, ami komolyan korlátozza annak fejlesztését és gyakorlati alkalmazását. Ezért a bevonat technológia emelkedni kezdett.

A SiC bevonat előnyei a félvezetőiparban

A bevonat fizikai és kémiai tulajdonságai szigorú követelményeket támasztanak a magas hőmérséklet-állóság és a korrózióállóság tekintetében, amelyek közvetlenül befolyásolják a termék hozamát és élettartamát. A SiC anyag nagy szilárdsággal, nagy keménységgel, alacsony hőtágulási együtthatóval és jó hővezető képességgel rendelkezik. Fontos magas hőmérsékletű szerkezeti anyag és magas hőmérsékletű félvezető anyag. Grafit alapra alkalmazzák. Előnyei a következők:

1) A SiC korrózióálló, és teljesen beburkolja a grafitlapot. Jó a sűrűsége, és elkerüli a korrozív gáz okozta károsodást.

2) A SiC magas hővezető képességgel és nagy kötési szilárdsággal rendelkezik a grafit alappal, ami biztosítja, hogy a bevonat ne hulljon le könnyen többszöri magas és alacsony hőmérsékleti ciklus után.

3) A SiC jó kémiai stabilitással rendelkezik, hogy elkerülje a bevonat meghibásodását magas hőmérsékleten és korrozív atmoszférában.

A CVD SiC bevonat alapvető fizikai tulajdonságai

Ezenkívül a különböző anyagokból készült epitaxiális kemencékhez különböző teljesítménymutatókkal rendelkező grafittálcákra van szükség. A grafit anyagok hőtágulási együtthatójának egyeztetése megköveteli az epitaxiális kemence növekedési hőmérsékletéhez való alkalmazkodást. Például a hőmérsékletszilícium-karbid epitaxiamagas, és magas hőtágulási együtthatójú tálcára van szükség. A SiC hőtágulási együtthatója nagyon közel áll a grafitéhoz, így alkalmas a grafit alap felületi bevonására.

A SiC anyagoknak sokféle kristályformájuk van. A leggyakoribbak a 3C, 4H és 6H. A különböző kristályformák szilícium-karbidja eltérő felhasználású. Például a 4H-SiC felhasználható nagy teljesítményű eszközök gyártására; A 6H-SiC a legstabilabb, és optoelektronikai eszközök gyártására használható; A 3C-SiC a GaN-hez hasonló szerkezete miatt GaN epitaxiális rétegek és SiC-GaN rádiófrekvenciás eszközök gyártására használható. A 3C-SiC-t általában β-SiC-nek is nevezik. A β-SiC fontos felhasználása vékony filmként és bevonóanyagként. Ezért jelenleg a β-SiC a fő bevonóanyag.

A β-SiC kémiai szerkezete

A félvezetőgyártásban szokásos fogyóeszközként a SiC bevonatot főként hordozókban, epitaxiában,oxidációs diffúzió, maratás és ionbeültetés. A bevonat fizikai és kémiai tulajdonságai szigorú követelményeket támasztanak a magas hőmérséklet-állóság és a korrózióállóság tekintetében, amelyek közvetlenül befolyásolják a termék hozamát és élettartamát. Ezért a SiC bevonat elkészítése kritikus.