Что такое SIC-покрытый графитовым восприимчиком?

Рисунок 1. Поврежденный графит-сердечный характер

1Полем Эпитаксиальный слой и его оборудование

В процессе производства пластин нам необходимо дополнительно построить эпитаксиальный слой на некоторых субстратах пластин, чтобы облегчить производство устройств. Эпитаксия относится к процессу выращивания нового монокристалла на монокристаллическом субстрате, который был тщательно обработан путем резки, шлифования и полировки. Новый однорусталл может быть тем же материалом, что и подложка, или другой материал (гомоэпитаксиальный или гетероэпитаксиальный). Поскольку новый монокристаллический слой растет вдоль кристаллической фазы субстрата, он называется эпитаксиальным слоем, а производство устройства проводится на эпитаксиальном слое. 

Например, аГАС ЭпитаксиальныйСлой готовятся на кремниевой подложке для светодиодных устройств для излучания светом; аSIC эпитаксиальныйСлой выращивается на проводящем подложке SIC для построения SBD, MOSFET и других устройств в силовых применениях; Эпитаксиальный слой GAN построен на полупрофильном субстрате SIC для дальнейшего изготовления устройств, таких как HEMT, в радиочастотных приложениях, таких как связь. Параметры, такие как толщина эпитаксиальных материалов SIC и концентрация фонового носителя непосредственно определяют различные электрические свойства устройств SIC. В этом процессе мы не можем обойтись без химического оборудования осаждения пара (CVD).

Рисунок 2. Режимы роста эпитаксиальной пленки

2. Важность змея графитового звена в оборудовании CVD

В оборудовании CVD мы не можем поместить подложку непосредственно на металлу или просто на основание для эпитаксиального осаждения, потому что он включает в себя множество факторов, таких как направление потока газа (горизонтальная, вертикальная), температура, давление, фиксация и загрязняющие вещества. Поэтому нам нужно использовать младшего члена (пластин) поместить подложку на лоток и использовать технологию CVD для выполнения эпитаксиального осаждения на нем. Этот восприим является сердечно-сопоставлением графита (также называемый подносом).

2.1 Применение сертификатора графита с покрытием SIC в оборудовании MOCVD

Связанный с SIC графитовый восприятие играет ключевую роль вМеталлическое оборудование для органического химического осаждения пара (MOCVD)для поддержки и нагрева монокристаллических субстратов. Термическая стабильность и термическая однородность этого восприимчика имеют решающее значение для качества эпитаксиальных материалов, поэтому она рассматривается как незаменимый сердечный компонент в оборудовании MOCVD. Металлическая органическая химическая осаждение паров (MOCVD) в настоящее время широко используется в эпитаксиальном росте тонких пленок GAN в синих светодиодах, поскольку она имеет преимущества простой работы, контролируемой скорости роста и высокой чистоты.

В качестве одного из основных компонентов в оборудовании MoCVD, полупроводниковой графитовой графитовой графитовой линии отвечает за поддержку и нагревание монокристаллических субстратов, которые непосредственно влияют на однородность и чистоту тонких пленок и, таким образом, связаны с качеством приготовления эпитаксиальных вафей. По мере увеличения количества использования и изменяется рабочая среда, графитовый восприимчик подвержен износу и, следовательно, классифицируется как расходные материалы.

2.2. Характеристики графита SIC с графитом

Чтобы удовлетворить потребности оборудования MOCVD, покрытие, необходимое для графита, должно иметь конкретные характеристики для соответствия следующим стандартам:

✔ Хорошее покрытие: Покрытие SIC должно полностью охватывать чувствительна и иметь высокую степень плотности, чтобы предотвратить повреждение в коррозионной газовой среде.

✔ Высокая сила связи: Покрытие должно быть прочно связано с чувствительностью и нелегко упасть после нескольких высокотемпературных и низкотемпературных циклов.

✔ Хорошая химическая стабильность: Покрытие должно иметь хорошую химическую стабильность, чтобы избежать разрушения в высокой температуре и коррозийной атмосфере.

2.3 Трудности и проблемы при сопоставлении графитовых и кремниевых карбидных материалов

Кремниевый карбид (SIC) хорошо работает в эпитаксиальных атмосферах GAN из -за ее преимуществ, таких как коррозионная стойкость, высокая теплопроводность, устойчивость к тепловым шоку и хорошую химическую стабильность. Его коэффициент термического расширения аналогичен коэффициенту графита, что делает его предпочтительным материалом для покрытий графита.

Однако в конце концов,графитиСиликоновый карбидявляются двумя разными материалами, и все еще будут ситуации, когда покрытие имеет короткий срок службы, легко упасть и увеличивает затраты из -за различных коэффициентов теплового расширения. 

3Полем SIC Topence Technology

3.1. Общие типы SIC

В настоящее время общие типы SIC включают 3C, 4H и 6H, а различные типы SIC подходят для разных целей. Например, 4H-SIC подходит для производства мощных устройств, 6H-SIC является относительно стабильным и может использоваться для оптоэлектронных устройств, и 3C-SIC может использоваться для подготовки эпитаксиальных слоев GAN и производства RF-устройств SIC-GAN из-за его аналогичной структуры с GAN. 3C-SIC также обычно называют β-SIC, который в основном используется для тонких пленок и материалов для покрытия. Следовательно, β-SIC в настоящее время является одним из основных материалов для покрытий.

3.2.Кремниевое карбидовое покрытиеМетод подготовки

Существует множество вариантов приготовления кремниевых карбидных покрытий, включая метод геля-SOL, метод распыления, метод распыления ионного луча, метод химической паровской реакции (CVR) и метод осаждения химического пара (CVD). Среди них метод осаждения химического паров (CVD) в настоящее время является основной технологией для приготовления покрытий SIC. Этот метод откладывает SIC покрытия на поверхности подложки через реакцию газовой фазы, которая имеет преимущества тесного соединения между покрытием и подложкой, улучшая сопротивление окисления и сопротивление абляции материала субстрата.

Высокотемпературный метод спекания, путем размещения графитового субстрата в встроенный порошок и спекание при высокой температуре под инертной атмосферой, наконец-то образует покрытие SIC на поверхности подложки, которое называется методом встраивания. Хотя этот метод прост, и покрытие тесно связано с субстратом, однородность покрытия в направлении толщины плохая, а отверстия склонны, что снижает сопротивление окисления.

✔ Метод распыленияВключает опрыскивание жидкого сырья на поверхности графитового субстрата, а затем затвердевание сырья при определенной температуре с образованием покрытия. Хотя этот метод является недорогим, покрытие слабо связано с субстратом, а покрытие имеет плохую однородность, тонкую толщину и плохую устойчивость к окислению и обычно требует дополнительной обработки.

✔ Технология распыления ионного лучаИспользует ионо -лучевую пистолет для распыления расплавленного или частично расплавленного материала на поверхность графитовой субстраты, которая затем укрепляет и связывается с образованием покрытия. Несмотря на то, что операция проста и может привести к относительно плотному карбидному покрытию кремния, покрытие легко сломать и имеет плохую сопротивление окислению. Обычно используется для приготовления высококачественных композитных покрытий SIC.

✔ Sol-Gel МетодЭтот метод включает в себя подготовку равномерного и прозрачного раствора Sol, применение его на поверхность субстрата, а затем сушки и спекание, чтобы сформировать покрытие. Несмотря на то, что операция проста, а стоимость низкая, подготовленное покрытие имеет низкую тепловой сопротивление и склонна к растрескиванию, поэтому его диапазон применения ограничен.

✔ Технология реакции химической пара (CVR): CVR использует порошок Si и SiO2 для генерации пара SIO, и образует покрытие SIC с помощью химической реакции на поверхности субстрата углеродного материала. Хотя может быть приготовлено плотно связанное покрытие, требуется более высокая температура реакции, и стоимость высока.

✔ Химическое осаждение пара (сердечно -сосудистые заболевания (CVD): В настоящее время CVD является наиболее широко используемой технологией для приготовления покрытий SIC, а покрытия SIC образуются реакциями газовой фазы на поверхности субстрата. Покрытие, полученное этим методом, тесно связано с субстратом, что улучшает сопротивление окисления и устойчивости к окислению субстрата, но требует длительного времени осаждения, и реакционный газ может быть токсичным.

Рисунок 3. Диаграмма гемической паров

4Полем Рыночная конкуренция иЭто полупроводникТехнологические инновации

На рынке графитовых субстратов, покрытых SIC, иностранные производители начали ранее, с очевидными ведущими преимуществами и более высокой долей рынка. На международном уровне Xycard в Нидерландах, SGL в Германии, Toyo Tanso в Японии и MEMC в Соединенных Штатах являются основными поставщиками, и они в основном монополизируют международный рынок. Тем не менее, Китай в настоящее время пробил основную технологию равномерно растущих покрытий SIC на поверхности графитовых субстратов, и его качество было подтверждено домашними и иностранными клиентами. В то же время он также имеет определенные конкурентные преимущества в цене, которые могут соответствовать требованиям оборудования MOCVD для использования подложки графита с покрытием SIC. 

Это полупроводник участвовал в исследованиях и разработках в областиSIC покрытияболее 20 лет. Поэтому мы запустили ту же технологию буферного слоя, что и SGL. С помощью специальной технологии обработки может быть добавлен буферный слой между графитом и карбидом кремния, чтобы увеличить срок службы на более чем два раза.