E basi di grafite rivestite di SiC sò cumunemente aduprate per supportà è riscaldà substrati di cristallu unicu in apparecchiature di deposizione chimica da vapore metallo-organicu (MOCVD). A stabilità termica, l'uniformità termica è altri parametri di prestazione di a basa di grafite rivestita di SiC ghjocanu un rolu decisivu in a qualità di a crescita di u materiale epitassiale, dunque hè u cumpunente chjave principale di l'apparecchiature MOCVD.
In u prucessu di fabricazione di wafer, i strati epitassiali sò ancu custruiti nantu à certi sustrati di wafer per facilità a fabricazione di dispositivi. I dispositivi tipici chì emettenu luce LED anu bisognu di preparà strati epitassiali di GaAs nantu à sustrati di siliciu; U stratu epitassiale di SiC hè cultivatu nantu à u sustratu SiC conduttivu per a custruzzione di dispositivi cum'è SBD, MOSFET, ecc., per alta tensione, alta corrente è altre applicazioni di putenza; U stratu epitassiale di GaN hè custruitu nantu à un sustratu SiC semi-isolatu per custruisce ulteriormente HEMT è altri dispositivi per applicazioni RF cum'è a cumunicazione. Stu prucessu hè inseparabile da l'equipaggiu CVD.
In l'equipaggiu CVD, u sustratu ùn pò micca esse piazzatu direttamente nantu à u metallu o simpricimenti piazzatu nantu à una basa per a deposizione epitassiale, perchè implica u flussu di gas (urizzuntale, verticale), a temperatura, a pressione, a fissazione, u spargimentu di inquinanti è altri aspetti di i fattori d'influenza. Dunque, hè necessaria una basa, è dopu u sustratu hè piazzatu nantu à u discu, è dopu a deposizione epitassiale hè realizata nantu à u sustratu utilizendu a tecnulugia CVD, è sta basa hè a basa di grafite rivestita di SiC (cunnisciuta ancu cum'è u vassoio).
E basi di grafite rivestite di SiC sò cumunemente aduprate per supportà è riscaldà substrati di cristallu unicu in apparecchiature di deposizione chimica da vapore metallo-organicu (MOCVD). A stabilità termica, l'uniformità termica è altri parametri di prestazione di a basa di grafite rivestita di SiC ghjocanu un rolu decisivu in a qualità di a crescita di u materiale epitassiale, dunque hè u cumpunente chjave principale di l'apparecchiature MOCVD.
A deposizione chimica di vapore metallorganicu (MOCVD) hè a tecnulugia principale per a crescita epitassiale di filmi GaN in LED blu. Hà i vantaghji di un funziunamentu simplice, una velocità di crescita cuntrullata è una alta purezza di i filmi GaN. Cum'è un cumpunente impurtante in a camera di reazione di l'equipaggiu MOCVD, a basa di supportu aduprata per a crescita epitassiale di u filmu GaN deve avè i vantaghji di resistenza à alta temperatura, cunduttività termica uniforme, bona stabilità chimica, forte resistenza à i shock termichi, ecc. U materiale di grafite pò risponde à e cundizioni sopra menzionate.
Cum'è unu di i cumpunenti principali di l'equipaggiu MOCVD, a basa di grafite hè u purtatore è u corpu di riscaldamentu di u sustratu, chì determina direttamente l'uniformità è a purità di u materiale di u film, dunque a so qualità affetta direttamente a preparazione di u fogliu epitassiale, è à u listessu tempu, cù l'aumentu di u numeru d'usi è u cambiamentu di e cundizioni di travagliu, hè assai faciule da purtà, appartenendu à i cunsumabili.
Ancu s'è a grafite hà una eccellente cunduttività termica è stabilità, hà un bon vantaghju cum'è cumpunente di basa di l'equipaggiu MOCVD, ma in u prucessu di pruduzzione, a grafite corroderà a polvere per via di i residui di gas currusivi è di cumposti organici metallichi, è a vita di serviziu di a basa di grafite serà assai ridutta. À u listessu tempu, a polvere di grafite chì cade causerà inquinamentu à u chip.
L'emergenza di a tecnulugia di rivestimentu pò furnisce una fissazione di a polvere di superficia, migliurà a cunduttività termica è equalizà a distribuzione di u calore, chì hè diventata a tecnulugia principale per risolve stu prublema. A basa di grafite in l'ambiente d'usu di l'equipaggiu MOCVD, u rivestimentu di superficia di basa di grafite deve risponde à e seguenti caratteristiche:
(1) A basa di grafite pò esse cumpletamente imballata, è a densità hè bona, altrimenti a basa di grafite hè faciule da currude in u gasu currusivu.
(2) A forza di cumbinazione cù a basa di grafite hè alta per assicurà chì u rivestimentu ùn sia micca faciule da cascà dopu à parechji cicli di alta è bassa temperatura.
(3) Hà una bona stabilità chimica per evità a rottura di u rivestimentu in alta temperatura è in atmosfera corrosiva.
U SiC hà i vantaghji di a resistenza à a currusione, di l'alta cunduttività termica, di a resistenza à i shock termichi è di l'alta stabilità chimica, è pò funziunà bè in l'atmosfera epitassiale di GaN. Inoltre, u coefficientu di dilatazione termica di u SiC differisce assai pocu da quellu di a grafite, dunque u SiC hè u materiale preferitu per u rivestimentu superficiale di a basa di grafite.
Attualmente, u SiC cumunu hè principalmente di tipu 3C, 4H è 6H, è l'usi di SiC di diversi tipi di cristalli sò diversi. Per esempiu, 4H-SiC pò fabricà dispositivi di alta putenza; 6H-SiC hè u più stabile è pò fabricà dispositivi fotoelettrici; Per via di a so struttura simile à GaN, 3C-SiC pò esse adupratu per pruduce un stratu epitassiale di GaN è fabricà dispositivi RF SiC-GaN. 3C-SiC hè ancu cunnisciutu cum'è β-SiC, è un usu impurtante di β-SiC hè cum'è film è materiale di rivestimentu, dunque β-SiC hè attualmente u materiale principale per u rivestimentu.
Metudu per preparà un rivestimentu di carburo di siliciu
Attualmente, i metudi di preparazione di u rivestimentu di SiC includenu principalmente u metudu gel-sol, u metudu d'incrustazione, u metudu di rivestimentu à spazzola, u metudu di spruzzatura à plasma, u metudu di reazione chimica à gas (CVR) è u metudu di deposizione chimica à vapore (CVD).
Metudu d'incrustazione:
U metudu hè un tipu di sinterizazione in fase solida à alta temperatura, chì usa principalmente a mistura di polvere di Si è polvere di C cum'è polvere d'incrustazione, a matrice di grafite hè piazzata in a polvere d'incrustazione, è a sinterizazione à alta temperatura hè realizata in u gasu inerte, è infine u rivestimentu di SiC hè ottenutu nantu à a superficia di a matrice di grafite. U prucessu hè simplice è a cumbinazione trà u rivestimentu è u substratu hè bona, ma l'uniformità di u rivestimentu longu a direzzione di u spessore hè scarsa, ciò chì facilita a pruduzzione di più buchi è porta à una scarsa resistenza à l'ossidazione.
Metudu di rivestimentu à spazzola:
U metudu di rivestimentu à spazzola hè principalmente di spazzà a materia prima liquida nantu à a superficia di a matrice di grafite, è dopu curà a materia prima à una certa temperatura per preparà u rivestimentu. U prucessu hè simplice è u costu hè bassu, ma u rivestimentu preparatu da u metudu di rivestimentu à spazzola hè debule in cumbinazione cù u sustratu, l'uniformità di u rivestimentu hè scarsa, u rivestimentu hè finu è a resistenza à l'ossidazione hè bassa, è altri metudi sò necessarii per aiutà lu.
Metudu di spruzzatura di plasma:
U metudu di spruzzatura à plasma hè principalmente di spruzzà materie prime fuse o semi-fuse nantu à a superficia di a matrice di grafite cù una pistola à plasma, è poi solidificà è ligà per furmà un rivestimentu. U metudu hè simplice da aduprà è pò preparà un rivestimentu di carburo di siliciu relativamente densu, ma u rivestimentu di carburo di siliciu preparatu da u metudu hè spessu troppu debule è porta à una debule resistenza à l'ossidazione, dunque hè generalmente adupratu per a preparazione di rivestimenti cumposti SiC per migliurà a qualità di u rivestimentu.
Metudu di u gel-sol:
U metudu gel-sol hè principalmente di preparà una suluzione di sol uniforme è trasparente chì copre a superficia di a matrice, asciugà in un gel è poi sinterizà per ottene un rivestimentu. Stu metudu hè simplice da aduprà è di bassu costu, ma u rivestimentu pruduttu hà qualchi difetti cum'è una bassa resistenza à i shock termichi è una facile screpolatura, dunque ùn pò esse largamente adupratu.
Reazione Chimica di Gas (CVR):
U CVR genera principalmente un rivestimentu di SiC aduprendu polvere di Si è SiO2 per generà vapore di SiO à alta temperatura, è una seria di reazzioni chimiche si verificanu nantu à a superficia di u sustratu di materiale C. U rivestimentu di SiC preparatu cù questu metudu hè strettamente ligatu à u sustratu, ma a temperatura di reazione hè più alta è u costu hè più altu.
Deposizione Chimica da Vapore (CVD):
Attualmente, a CVD hè a tecnulugia principale per preparà u rivestimentu di SiC nantu à a superficia di u sustratu. U prucessu principale hè una seria di reazzioni fisiche è chimiche di u materiale reagente in fase gassosa nantu à a superficia di u sustratu, è infine u rivestimentu di SiC hè preparatu per deposizione nantu à a superficia di u sustratu. U rivestimentu di SiC preparatu da a tecnulugia CVD hè strettamente ligatu à a superficia di u sustratu, ciò chì pò migliurà efficacemente a resistenza à l'ossidazione è a resistenza ablativa di u materiale di u sustratu, ma u tempu di deposizione di stu metudu hè più longu, è u gas di reazione hà un certu gas tossicu.
A situazione di u mercatu di a basa di grafite rivestita di SiC
Quandu i pruduttori stranieri anu cuminciatu prestu, avianu una chiara vantaghja è una alta quota di mercatu. À l'internaziunale, i principali fornitori di basa di grafite rivestita di SiC sò Xycard olandese, SGL Carbon (SGL) tedesca, Toyo Carbon giapponese, MEMC di i Stati Uniti è altre cumpagnie, chì occupanu basicamente u mercatu internaziunale. Ancu s'è a Cina hà sfondatu a tecnulugia chjave di a crescita uniforme di u rivestimentu SiC nantu à a superficia di a matrice di grafite, a matrice di grafite di alta qualità si basa sempre nantu à SGL tedesca, Toyo Carbon giapponese è altre imprese, a matrice di grafite furnita da l'imprese domestiche affetta a vita di serviziu per via di a cunduttività termica, u modulu elasticu, u modulu rigidu, i difetti di reticolo è altri prublemi di qualità. L'equipaggiu MOCVD ùn pò micca risponde à i requisiti di l'usu di a basa di grafite rivestita di SiC.
L'industria di i semiconduttori in Cina si sviluppa rapidamente, cù l'aumentu graduale di u tassu di lucalizazione di l'equipaggiu epitassiale MOCVD, è l'espansione di altre applicazioni di prucessu, u futuru mercatu di i prudutti à basa di grafite rivestita di SiC hè previstu di cresce rapidamente. Sicondu e stime preliminari di l'industria, u mercatu domesticu à basa di grafite supererà i 500 milioni di yuan in i prossimi anni.
A basa di grafite rivestita di SiC hè u cumpunente principale di l'equipaggiu di industrializazione di semiconduttori cumposti, a maestria di a tecnulugia chjave di a so pruduzzione è fabricazione, è a realizazione di a lucalizazione di tutta a catena industriale di materie prime-prucessu-equipaggiu hè di grande impurtanza strategica per assicurà u sviluppu di l'industria di semiconduttori di a Cina. U campu di a basa di grafite rivestita di SiC naziunale hè in piena espansione, è a qualità di u produttu pò ghjunghje prestu à u livellu avanzatu internaziunale.
Data di publicazione: 24 di lugliu di u 2023