Defnyddir seiliau graffit wedi'u gorchuddio â SiC yn gyffredin i gynnal a chynhesu swbstradau grisial sengl mewn offer dyddodiad anwedd cemegol metel-organig (MOCVD). Mae sefydlogrwydd thermol, unffurfiaeth thermol a pharamedrau perfformiad eraill sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC yn chwarae rhan bendant yn ansawdd twf deunydd epitacsial, felly dyma'r gydran allweddol graidd o offer MOCVD.
Yn y broses o weithgynhyrchu wafers, mae haenau epitacsial yn cael eu hadeiladu ymhellach ar rai swbstradau wafer i hwyluso gweithgynhyrchu dyfeisiau. Mae angen i ddyfeisiau allyrru golau LED nodweddiadol baratoi haenau epitacsial o GaAs ar swbstradau silicon; Mae'r haen epitacsial SiC yn cael ei thyfu ar y swbstrad SiC dargludol ar gyfer adeiladu dyfeisiau fel SBD, MOSFET, ac ati, ar gyfer cymwysiadau foltedd uchel, cerrynt uchel a chymwysiadau pŵer eraill; mae haen epitacsial GaN yn cael ei hadeiladu ar swbstrad SiC lled-inswleiddio i adeiladu HEMT a dyfeisiau eraill ymhellach ar gyfer cymwysiadau RF fel cyfathrebu. Mae'r broses hon yn anwahanadwy oddi wrth offer CVD.
Yn yr offer CVD, ni ellir gosod y swbstrad yn uniongyrchol ar y metel na'i osod ar sylfaen ar gyfer dyddodiad epitacsial, oherwydd ei fod yn cynnwys llif y nwy (llorweddol, fertigol), tymheredd, pwysau, sefydlogi, gollwng llygryddion ac agweddau eraill ar y ffactorau dylanwadol. Felly, mae angen sylfaen, ac yna rhoddir y swbstrad ar y ddisg, ac yna cynhelir y dyddodiad epitacsial ar y swbstrad gan ddefnyddio technoleg CVD, a'r sylfaen hon yw'r sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC (a elwir hefyd yn hambwrdd).
Defnyddir seiliau graffit wedi'u gorchuddio â SiC yn gyffredin i gynnal a chynhesu swbstradau grisial sengl mewn offer dyddodiad anwedd cemegol metel-organig (MOCVD). Mae sefydlogrwydd thermol, unffurfiaeth thermol a pharamedrau perfformiad eraill sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC yn chwarae rhan bendant yn ansawdd twf deunydd epitacsial, felly dyma'r gydran allweddol graidd o offer MOCVD.
Dyddodiad anwedd cemegol metel-organig (MOCVD) yw'r dechnoleg brif ffrwd ar gyfer twf epitacsial ffilmiau GaN mewn LED glas. Mae ganddo fanteision gweithrediad syml, cyfradd twf rheoladwy a phurdeb uchel ffilmiau GaN. Fel cydran bwysig yn siambr adwaith offer MOCVD, mae angen i'r sylfaen dwyn a ddefnyddir ar gyfer twf epitacsial ffilm GaN fod â manteision ymwrthedd tymheredd uchel, dargludedd thermol unffurf, sefydlogrwydd cemegol da, ymwrthedd sioc thermol cryf, ac ati. Gall deunydd graffit fodloni'r amodau uchod.
Fel un o gydrannau craidd offer MOCVD, sylfaen graffit yw cludwr a chorff gwresogi'r swbstrad, sy'n pennu unffurfiaeth a phurdeb y deunydd ffilm yn uniongyrchol, felly mae ei ansawdd yn effeithio'n uniongyrchol ar baratoi'r ddalen epitacsial, ac ar yr un pryd, gyda chynnydd yn nifer y defnyddiau a newid amodau gwaith, mae'n hawdd iawn ei wisgo, gan berthyn i'r nwyddau traul.
Er bod gan graffit ddargludedd thermol a sefydlogrwydd rhagorol, mae ganddo fantais dda fel cydran sylfaen o offer MOCVD, ond yn y broses gynhyrchu, bydd graffit yn cyrydu'r powdr oherwydd gweddillion nwyon cyrydol ac organigion metelaidd, a bydd oes gwasanaeth y sylfaen graffit yn cael ei lleihau'n fawr. Ar yr un pryd, bydd y powdr graffit sy'n cwympo yn achosi llygredd i'r sglodion.
Gall ymddangosiad technoleg cotio ddarparu sefydlogiad powdr arwyneb, gwella dargludedd thermol, a chydraddoli dosbarthiad gwres, sydd wedi dod yn brif dechnoleg i ddatrys y broblem hon. Dylai cotio arwyneb seiliedig ar graffit mewn amgylchedd defnyddio offer MOCVD fodloni'r nodweddion canlynol:
(1) Gellir lapio'r sylfaen graffit yn llwyr, ac mae'r dwysedd yn dda, fel arall mae'n hawdd cyrydu'r sylfaen graffit yn y nwy cyrydol.
(2) Mae cryfder y cyfuniad â'r sylfaen graffit yn uchel i sicrhau nad yw'r haen yn hawdd cwympo i ffwrdd ar ôl sawl cylch tymheredd uchel a thymheredd isel.
(3) Mae ganddo sefydlogrwydd cemegol da i osgoi methiant cotio mewn tymheredd uchel ac awyrgylch cyrydol.
Mae gan SiC fanteision ymwrthedd i gyrydiad, dargludedd thermol uchel, ymwrthedd i sioc thermol a sefydlogrwydd cemegol uchel, a gall weithio'n dda mewn awyrgylch epitacsial GaN. Yn ogystal, mae cyfernod ehangu thermol SiC yn wahanol iawn i gyfernod ehangu thermol graffit, felly SiC yw'r deunydd a ffefrir ar gyfer cotio wyneb sylfaen graffit.
Ar hyn o bryd, y math SiC cyffredin yn bennaf yw math 3C, 4H a 6H, ac mae defnyddiau SiC gwahanol fathau o grisialau yn wahanol. Er enghraifft, gall 4H-SiC gynhyrchu dyfeisiau pŵer uchel; 6H-SiC yw'r mwyaf sefydlog a gall gynhyrchu dyfeisiau ffotodrydanol; Oherwydd ei strwythur tebyg i GaN, gellir defnyddio 3C-SiC i gynhyrchu haen epitacsial GaN a chynhyrchu dyfeisiau RF SiC-GaN. Mae 3C-SiC hefyd yn cael ei adnabod yn gyffredin fel β-SiC, ac mae defnydd pwysig o β-SiC fel ffilm a deunydd cotio, felly β-SiC yw'r prif ddeunydd ar gyfer cotio ar hyn o bryd.
Dull ar gyfer paratoi gorchudd silicon carbid
Ar hyn o bryd, mae'r dulliau paratoi ar gyfer cotio SiC yn cynnwys y dull gel-sol, y dull mewnosod, y dull cotio brwsh, y dull chwistrellu plasma, y dull adwaith nwy cemegol (CVR) a'r dull dyddodiad anwedd cemegol (CVD) yn bennaf.
Dull mewnosod:
Mae'r dull yn fath o sinteru cyfnod solet tymheredd uchel, sy'n defnyddio'r cymysgedd o bowdr Si a phowdr C yn bennaf fel y powdr mewnosod, rhoddir y matrics graffit yn y powdr mewnosod, a chynhelir y sinteru tymheredd uchel yn y nwy anadweithiol, ac yn olaf ceir yr haen SiC ar wyneb y matrics graffit. Mae'r broses yn syml ac mae'r cyfuniad rhwng yr haen a'r swbstrad yn dda, ond mae unffurfiaeth yr haen ar hyd cyfeiriad y trwch yn wael, sy'n hawdd cynhyrchu mwy o dyllau ac yn arwain at wrthwynebiad ocsideiddio gwael.
Dull cotio brwsh:
Y dull cotio brwsh yn bennaf yw brwsio'r deunydd crai hylif ar wyneb y matrics graffit, ac yna halltu'r deunydd crai ar dymheredd penodol i baratoi'r cotio. Mae'r broses yn syml ac mae'r gost yn isel, ond mae'r cotio a baratoir gan y dull cotio brwsh yn wan mewn cyfuniad â'r swbstrad, mae unffurfiaeth y cotio yn wael, mae'r cotio'n denau ac mae'r ymwrthedd ocsideiddio yn isel, ac mae angen dulliau eraill i'w gynorthwyo.
Dull chwistrellu plasma:
Y dull chwistrellu plasma yn bennaf yw chwistrellu deunyddiau crai wedi'u toddi neu wedi'u lled-doddi ar wyneb y matrics graffit gyda gwn plasma, ac yna solidoli a bondio i ffurfio haen. Mae'r dull yn syml i'w weithredu a gall baratoi haen silicon carbid cymharol drwchus, ond mae'r haen silicon carbid a baratoir gan y dull yn aml yn rhy wan ac yn arwain at wrthwynebiad ocsideiddio gwan, felly fe'i defnyddir yn gyffredinol ar gyfer paratoi haen gyfansawdd SiC i wella ansawdd yr haen.
Dull gel-sol:
Prif bwrpas y dull gel-sol yw paratoi hydoddiant sol unffurf a thryloyw sy'n gorchuddio wyneb y matrics, ei sychu'n gel ac yna ei sintro i gael haen. Mae'r dull hwn yn syml i'w weithredu ac yn rhad, ond mae gan yr haen a gynhyrchir rai diffygion megis ymwrthedd isel i sioc thermol a chracio hawdd, felly ni ellir ei ddefnyddio'n eang.
Adwaith Nwy Cemegol (CVR):
Mae CVR yn cynhyrchu cotio SiC yn bennaf trwy ddefnyddio powdr Si a SiO2 i gynhyrchu stêm SiO ar dymheredd uchel, ac mae cyfres o adweithiau cemegol yn digwydd ar wyneb swbstrad deunydd C. Mae'r cotio SiC a baratoir gan y dull hwn wedi'i fondio'n agos i'r swbstrad, ond mae tymheredd yr adwaith yn uwch ac mae'r gost yn uwch.
Dyddodiad Anwedd Cemegol (CVD):
Ar hyn o bryd, CVD yw'r prif dechnoleg ar gyfer paratoi cotio SiC ar wyneb y swbstrad. Y prif broses yw cyfres o adweithiau ffisegol a chemegol deunydd adweithydd cyfnod nwy ar wyneb y swbstrad, ac yn olaf paratoir y cotio SiC trwy ddyddodiad ar wyneb y swbstrad. Mae'r cotio SiC a baratoir gan dechnoleg CVD wedi'i fondio'n agos i wyneb y swbstrad, a all wella ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant abladol deunydd y swbstrad yn effeithiol, ond mae amser dyddodiad y dull hwn yn hirach, ac mae gan y nwy adwaith nwy gwenwynig penodol.
Sefyllfa'r farchnad ar gyfer sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC
Pan ddechreuodd gweithgynhyrchwyr tramor yn gynnar, roedd ganddynt arweinyddiaeth glir a chyfran uchel o'r farchnad. Yn rhyngwladol, y prif gyflenwyr o sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC yw Xycard o'r Iseldiroedd, SGL Carbon (SGL) yr Almaen, Toyo Carbon o Japan, MEMC yr Unol Daleithiau a chwmnïau eraill, sydd yn y bôn yn meddiannu'r farchnad ryngwladol. Er bod Tsieina wedi torri trwy dechnoleg graidd allweddol twf unffurf cotio SiC ar wyneb matrics graffit, mae matrics graffit o ansawdd uchel yn dal i ddibynnu ar SGL o'r Almaen, Toyo Carbon o Japan a mentrau eraill, mae'r matrics graffit a ddarperir gan fentrau domestig yn effeithio ar oes y gwasanaeth oherwydd dargludedd thermol, modiwlws elastig, modiwlws anhyblyg, diffygion dellt a phroblemau ansawdd eraill. Ni all yr offer MOCVD fodloni gofynion defnyddio sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC.
Mae diwydiant lled-ddargludyddion Tsieina yn datblygu'n gyflym, gyda chynnydd graddol yng nghyfradd lleoleiddio offer epitacsial MOCVD, ac ehangu cymwysiadau prosesau eraill, disgwylir i farchnad cynhyrchion sylfaen graffit wedi'u gorchuddio â SiC dyfu'n gyflym yn y dyfodol. Yn ôl amcangyfrifon rhagarweiniol y diwydiant, bydd y farchnad sylfaen graffit ddomestig yn fwy na 500 miliwn yuan yn ystod y blynyddoedd nesaf.
Sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC yw elfen graidd offer diwydiannu lled-ddargludyddion cyfansawdd, ac mae meistroli technoleg graidd allweddol ei chynhyrchu a'i weithgynhyrchu, a gwireddu lleoleiddio'r gadwyn gyfan o ddiwydiant deunydd crai-proses-offer o arwyddocâd strategol mawr ar gyfer sicrhau datblygiad diwydiant lled-ddargludyddion Tsieina. Mae maes sylfaen graffit wedi'i gorchuddio â SiC domestig yn ffynnu, a gall ansawdd y cynnyrch gyrraedd y lefel uwch ryngwladol yn fuan.
Amser postio: Gorff-24-2023