Grafitové báze s povlakem SiC se běžně používají k podepření a ohřevu monokrystalických substrátů v zařízeních pro chemickou depozici z plynné fáze s organickými kovy (MOCVD). Tepelná stabilita, tepelná rovnoměrnost a další výkonnostní parametry grafitové báze s povlakem SiC hrají rozhodující roli v kvalitě epitaxního růstu materiálu, takže jsou klíčovou součástí zařízení MOCVD.
V procesu výroby destiček se na některé substráty destiček dále konstruují epitaxní vrstvy, aby se usnadnila výroba součástek. Typická LED svítidla vyžadují přípravu epitaxních vrstev GaAs na křemíkových substrátech; epitaxní vrstva SiC se pěstuje na vodivém substrátu SiC pro konstrukci součástek, jako jsou SBD, MOSFET atd., pro vysokonapěťové, vysokoproudové a další výkonové aplikace; epitaxní vrstva GaN se konstruuje na poloizolovaném substrátu SiC pro další konstrukci HEMT a dalších součástek pro RF aplikace, jako je komunikace. Tento proces je neoddělitelný od CVD zařízení.
V CVD zařízení nelze substrát umístit přímo na kov ani jednoduše na podložku pro epitaxní depozici, protože je ovlivněn prouděním plynu (horizontálním, vertikálním), teplotou, tlakem, fixací, uvolňováním znečišťujících látek a dalšími aspekty. Proto je nutné nejprve použít podložku, poté umístit substrát na disk a poté použít CVD technologii k epitaxní depozici na substrát, kterým je grafitová podložka potažená SiC (také známá jako miska).
Grafitové báze s povlakem SiC se běžně používají k podepření a ohřevu monokrystalických substrátů v zařízeních pro chemickou depozici z plynné fáze s organickými kovy (MOCVD). Tepelná stabilita, tepelná rovnoměrnost a další výkonnostní parametry grafitové báze s povlakem SiC hrají rozhodující roli v kvalitě epitaxního růstu materiálu, takže jsou klíčovou součástí zařízení MOCVD.
Chemická depozice z plynné fáze organokovových sloučenin (MOCVD) je hlavní technologií pro epitaxní růst GaN filmů v modrých LED diodách. Má výhody jednoduchého provozu, řiditelné rychlosti růstu a vysoké čistoty GaN filmů. Jako důležitá součást reakční komory zařízení MOCVD musí mít ložisková základna použitá pro epitaxní růst GaN filmů výhody vysoké teplotní odolnosti, rovnoměrné tepelné vodivosti, dobré chemické stability, silné odolnosti proti tepelným šokům atd. Grafitový materiál může splňovat výše uvedené podmínky.
Grafitová báze, jedna z hlavních součástí zařízení MOCVD, je nosičem a topným tělesem substrátu, které přímo určuje jednotnost a čistotu filmového materiálu, takže její kvalita přímo ovlivňuje přípravu epitaxní fólie a zároveň se s rostoucím počtem použití a změnou pracovních podmínek velmi snadno opotřebovává a patří ke spotřebnímu materiálu.
Přestože má grafit vynikající tepelnou vodivost a stabilitu, má dobrou výhodu jako základní složka zařízení MOCVD. Během výrobního procesu však grafit v důsledku zbytků korozivních plynů a kovových organických látek koroduje prášek, což výrazně zkracuje životnost grafitové základny. Zároveň padající grafitový prášek znečišťuje třísku.
Vznik technologie povlakování může zajistit fixaci povrchového prášku, zvýšit tepelnou vodivost a vyrovnat rozložení tepla, což se stalo hlavní technologií pro řešení tohoto problému. Grafitová báze v prostředí, kde se používají zařízení MOCVD, by měla povrchová úprava grafitové báze splňovat následující vlastnosti:
(1) Grafitový základ lze plně obalit a hustota je dobrá, jinak by grafitový základ snadno korodoval v korozivním plynu.
(2) Kombinovaná pevnost s grafitovým základem je vysoká, aby se povlak po několika cyklech vysokých a nízkých teplot snadno neodlupoval.
(3) Má dobrou chemickou stabilitu, aby se zabránilo selhání povlaku při vysokých teplotách a korozivním prostředí.
SiC má výhody odolnosti proti korozi, vysoké tepelné vodivosti, odolnosti proti tepelným šokům a vysoké chemické stability a může dobře fungovat v epitaxní atmosféře GaN. Kromě toho se koeficient tepelné roztažnosti SiC liší jen velmi málo od koeficientu tepelné roztažnosti grafitu, takže SiC je preferovaným materiálem pro povrchovou úpravu grafitové báze.
V současné době se běžně používá SiC převážně typu 3C, 4H a 6H a použití SiC různých krystalů se liší. Například 4H-SiC lze použít k výrobě vysoce výkonných zařízení; 6H-SiC je nejstabilnější a lze z něj vyrábět fotoelektrická zařízení; díky své podobné struktuře jako GaN lze 3C-SiC použít k výrobě epitaxní vrstvy GaN a k výrobě RF zařízení SiC-GaN. 3C-SiC je také běžně známý jako β-SiC a důležité využití β-SiC spočívá ve výrobě filmů a povlaků, takže β-SiC je v současnosti hlavním materiálem pro povlaky.
Čas zveřejnění: 4. srpna 2023