SiC-beschichtete Graphitträger werden häufig zur Unterstützung und Erwärmung von Einkristallsubstraten in Anlagen zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) verwendet. Die thermische Stabilität, die thermische Gleichmäßigkeit und andere Leistungsparameter von SiC-beschichteten Graphitträgern spielen eine entscheidende Rolle für die Qualität des epitaktischen Materialwachstums und stellen daher die zentrale Schlüsselkomponente von MOCVD-Anlagen dar.
Bei der Waferherstellung werden auf einigen Wafersubstraten zusätzlich Epitaxieschichten aufgebaut, um die Herstellung von Bauelementen zu erleichtern. Typische LED-Leuchtbauelemente benötigen Epitaxieschichten aus GaAs auf Siliziumsubstraten. Die SiC-Epitaxieschicht wird auf dem leitfähigen SiC-Substrat für den Bau von Bauelementen wie SBD, MOSFET usw. für Hochspannungs-, Hochstrom- und andere Leistungsanwendungen gezüchtet. Die GaN-Epitaxieschicht wird auf einem halbisolierten SiC-Substrat aufgebaut, um HEMTs und andere Bauelemente für HF-Anwendungen wie die Kommunikation zu bauen. Dieser Prozess ist untrennbar mit der CVD-Anlage verbunden.
In CVD-Anlagen kann das Substrat für die epitaktische Abscheidung nicht direkt auf das Metall oder einfach auf eine Unterlage gelegt werden, da Gasströmung (horizontal, vertikal), Temperatur, Druck, Fixierung, Schadstoffabscheidung und weitere Einflussfaktoren eine Rolle spielen. Daher ist es notwendig, eine Unterlage zu verwenden, das Substrat auf die Scheibe zu legen und anschließend mittels CVD-Technologie eine epitaktische Abscheidung auf dem Substrat, der SiC-beschichteten Graphitunterlage (auch als Schale bekannt), durchzuführen.
SiC-beschichtete Graphitträger werden häufig zur Unterstützung und Erwärmung von Einkristallsubstraten in Anlagen zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) verwendet. Die thermische Stabilität, die thermische Gleichmäßigkeit und andere Leistungsparameter von SiC-beschichteten Graphitträgern spielen eine entscheidende Rolle für die Qualität des epitaktischen Materialwachstums und stellen daher die zentrale Schlüsselkomponente von MOCVD-Anlagen dar.
Die metallorganische Gasphasenabscheidung (MOCVD) ist die gängige Technologie für das epitaktische Wachstum von GaN-Filmen in blauen LEDs. Sie bietet die Vorteile einer einfachen Handhabung, kontrollierbaren Wachstumsrate und hohen Reinheit der GaN-Filme. Als wichtige Komponente in der Reaktionskammer der MOCVD-Anlage muss die für das epitaktische Wachstum des GaN-Films verwendete Lagerbasis hohe Temperaturbeständigkeit, gleichmäßige Wärmeleitfähigkeit, gute chemische Stabilität und hohe Temperaturwechselbeständigkeit aufweisen. Graphitmaterial erfüllt diese Anforderungen.
Als eine der Kernkomponenten von MOCVD-Geräten dient die Graphitbasis als Träger und Heizkörper des Substrats und bestimmt direkt die Gleichmäßigkeit und Reinheit des Filmmaterials. Ihre Qualität wirkt sich daher direkt auf die Herstellung der Epitaxieschicht aus. Gleichzeitig nutzt sie sich mit zunehmender Anzahl von Anwendungen und veränderten Arbeitsbedingungen sehr leicht ab und gehört zu den Verbrauchsmaterialien.
Obwohl Graphit eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und Stabilität aufweist, eignet er sich gut als Basiskomponente für MOCVD-Anlagen. Im Produktionsprozess korrodiert Graphit jedoch das Pulver aufgrund von Rückständen korrosiver Gase und metallischer organischer Verbindungen. Dadurch verkürzt sich die Lebensdauer der Graphitbasis erheblich. Gleichzeitig verunreinigt das herabfallende Graphitpulver den Chip.
Die Entwicklung neuer Beschichtungstechnologien ermöglicht die Fixierung von Oberflächenpulver, verbessert die Wärmeleitfähigkeit und gleicht die Wärmeverteilung aus. Sie ist die wichtigste Technologie zur Lösung dieses Problems. Graphitbasierte Oberflächenbeschichtungen in MOCVD-Anlagen müssen die folgenden Eigenschaften erfüllen:
(1) Die Graphitbasis kann vollständig umwickelt werden und die Dichte ist gut, andernfalls kann die Graphitbasis im korrosiven Gas leicht korrodieren.
(2) Die Kombinationsfestigkeit mit der Graphitbasis ist hoch, um sicherzustellen, dass die Beschichtung nach mehreren Hochtemperatur- und Niedertemperaturzyklen nicht leicht abfällt.
(3) Es verfügt über eine gute chemische Stabilität, um ein Versagen der Beschichtung bei hohen Temperaturen und in korrosiver Atmosphäre zu vermeiden.
SiC bietet die Vorteile von Korrosionsbeständigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit, Thermoschockbeständigkeit und hoher chemischer Stabilität und eignet sich gut für die GaN-Epitaxie. Zudem unterscheidet sich der Wärmeausdehnungskoeffizient von SiC kaum von dem von Graphit, weshalb SiC das bevorzugte Material für die Oberflächenbeschichtung von Graphitträgern ist.
Derzeit wird SiC hauptsächlich vom Typ 3C, 4H und 6H verwendet. Die Verwendungsmöglichkeiten der verschiedenen Kristalltypen sind unterschiedlich. Beispielsweise eignet sich 4H-SiC zur Herstellung von Hochleistungsbauelementen; 6H-SiC ist am stabilsten und eignet sich zur Herstellung von photoelektrischen Bauelementen. Aufgrund seiner GaN-ähnlichen Struktur eignet sich 3C-SiC zur Herstellung von GaN-Epitaxieschichten und SiC-GaN-HF-Bauelementen. 3C-SiC ist auch als β-SiC bekannt. β-SiC wird häufig als Film- und Beschichtungsmaterial verwendet und ist daher derzeit das wichtigste Beschichtungsmaterial.
Beitragszeit: 04.08.2023