SiC-kovritaj grafitaj bazoj estas ofte uzataj por subteni kaj varmigi unu-kristalajn substratojn en metal-organika kemia vapora deponado (MOCVD) ekipaĵo. La termika stabileco, termika homogeneco kaj aliaj funkciaj parametroj de SiC-kovrita grafita bazo ludas decidan rolon en la kvalito de epitaksia materiala kresko, do ĝi estas la kerna ŝlosila komponanto de MOCVD-ekipaĵo.
En la procezo de fabrikado de valfaĵoj, epitaksiaj tavoloj estas plue konstruitaj sur iuj valfaĵaj substratoj por faciligi la fabrikadon de aparatoj. Tipaj LED-lumelsendantaj aparatoj bezonas prepari epitaksiajn tavolojn de GaAs sur siliciaj substratoj; La SiC-epitaksa tavolo estas kreskigita sur la konduktiva SiC-substrato por la konstruado de aparatoj kiel SBD, MOSFET, ktp., por alta tensio, alta kurento kaj aliaj potencaj aplikoj; GaN-epitaksa tavolo estas konstruita sur duon-izolita SiC-substrato por plue konstrui HEMT kaj aliajn aparatojn por RF-aplikoj kiel komunikado. Ĉi tiu procezo estas neapartigebla de CVD-ekipaĵo.
En la CVD-ekipaĵo, la substrato ne povas esti rekte metita sur la metalon aŭ simple metita sur bazon por epitaksa deponado, ĉar ĝi implikas la gasfluon (horizontalan, vertikalan), temperaturon, premon, fiksadon, elĵetadon de poluaĵoj kaj aliajn aspektojn de la influfaktoroj. Tial, bazo estas necesa, kaj poste la substrato estas metita sur la diskon, kaj poste la epitaksa deponado estas efektivigita sur la substrato uzante CVD-teknologion, kaj ĉi tiu bazo estas la SiC-kovrita grafita bazo (ankaŭ konata kiel la pleto).
SiC-kovritaj grafitaj bazoj estas ofte uzataj por subteni kaj varmigi unu-kristalajn substratojn en metal-organika kemia vapora deponado (MOCVD) ekipaĵo. La termika stabileco, termika homogeneco kaj aliaj funkciaj parametroj de SiC-kovrita grafita bazo ludas decidan rolon en la kvalito de epitaksia materiala kresko, do ĝi estas la kerna ŝlosila komponanto de MOCVD-ekipaĵo.
Metal-organika kemia vapora demetado (MOCVD) estas la ĉefa teknologio por la epitaksia kresko de GaN-filmoj en bluaj LED-oj. Ĝi havas la avantaĝojn de simpla funkciigo, kontrolebla kreskorapideco kaj alta pureco de GaN-filmoj. Kiel grava komponanto en la reakcia ĉambro de MOCVD-ekipaĵo, la portanta bazo uzata por la epitaksia kresko de GaN-filmo devas havi la avantaĝojn de alta temperaturrezisto, unuforma varmokondukteco, bona kemia stabileco, forta varmoŝokrezisto, ktp. Grafita materialo povas plenumi la supre menciitajn kondiĉojn.
Kiel unu el la kernaj komponantoj de MOCVD-ekipaĵo, grafita bazo estas la portanto kaj hejtilo de la substrato, kiu rekte determinas la homogenecon kaj purecon de la filmmaterialo, do ĝia kvalito rekte influas la preparadon de la epitaksia tavolo, kaj samtempe, kun la kresko de la nombro da uzoj kaj la ŝanĝo de laborkondiĉoj, ĝi estas tre facile portebla, apartenanta al la konsumaĵoj.
Kvankam grafito havas bonegan varmokonduktecon kaj stabilecon, ĝi havas bonan avantaĝon kiel baza komponanto de MOCVD-ekipaĵo, sed en la produktada procezo, grafito korodos la pulvoron pro la restaĵoj de korodaj gasoj kaj metalaj organikaĵoj, kaj la funkcidaŭro de la grafita bazo multe reduktiĝos. Samtempe, la falanta grafita pulvoro kaŭzos poluadon al la ĉipo.
La apero de tegaĵteknologio povas provizi surfacan pulvorfiksadon, plibonigi varmokonduktecon kaj egaligi varmodistribuon, kio fariĝis la ĉefa teknologio por solvi ĉi tiun problemon. Grafita bazo en MOCVD-ekipaĵa uzmedio, grafita baza surfactegaĵo devas plenumi la jenajn karakterizaĵojn:
(1) La grafita bazo povas esti plene envolvita, kaj la denseco estas bona, alie la grafita bazo facile korodiĝas en la koroda gaso.
(2) La kombinita forto kun la grafita bazo estas alta por certigi, ke la tegaĵo ne facile defalu post pluraj cikloj de alta temperaturo kaj malalta temperaturo.
(3) Ĝi havas bonan kemian stabilecon por eviti difekton de la tegaĵo en alta temperaturo kaj koroda atmosfero.
SiC havas la avantaĝojn de korodrezisto, alta varmokondukteco, varmoŝokrezisto kaj alta kemia stabileco, kaj povas bone funkcii en GaN-epitaksa atmosfero. Krome, la termika ekspansiokoeficiento de SiC tre malmulte diferencas de tiu de grafito, do SiC estas la preferata materialo por la surfaca tegaĵo de grafita bazo.
Nuntempe, la komuna SiC estas ĉefe 3C, 4H kaj 6H tipoj, kaj la SiC-uzoj de malsamaj kristalaj tipoj estas malsamaj. Ekzemple, 4H-SiC povas fabriki alt-potencajn aparatojn; 6H-SiC estas la plej stabila kaj povas fabriki fotoelektrajn aparatojn; Pro sia simila strukturo al GaN, 3C-SiC povas esti uzata por produkti GaN-epitaksan tavolon kaj fabriki SiC-GaN RF-aparatojn. 3C-SiC ankaŭ estas ofte konata kiel β-SiC, kaj grava uzo de β-SiC estas kiel filmo kaj tegaĵo, do β-SiC nuntempe estas la ĉefa materialo por tegaĵo.
Metodo por prepari silician karbidan tegaĵon
Nuntempe, la preparmetodoj de SiC-tegaĵo ĉefe inkluzivas ĝel-solan metodon, enkorpigan metodon, brosan tegaĵan metodon, plasmoŝprucan metodon, kemian gasreakcian metodon (CVR) kaj kemian vapordeponan metodon (CVD).
Enkorpiga metodo:
La metodo estas speco de alttemperatura solida faza sintrado, kiu ĉefe uzas la miksaĵon de Si-pulvoro kaj C-pulvoro kiel la enkorpigan pulvoron, la grafita matrico estas metita en la enkorpigan pulvoron, kaj la alttemperatura sintrado estas efektivigita en la inerta gaso, kaj fine la SiC-tegaĵo estas akirita sur la surfaco de la grafita matrico. La procezo estas simpla kaj la kombinaĵo inter la tegaĵo kaj la substrato estas bona, sed la homogeneco de la tegaĵo laŭ la dikecodirekto estas malbona, kio facile kaŭzas pli da truoj kaj kondukas al malbona oksidiĝa rezisto.
Metodo de broskovrado:
La bros-tega metodo estas ĉefe brosigi la likvan krudmaterialon sur la surfacon de la grafita matrico, kaj poste hardi la krudmaterialon je certa temperaturo por prepari la tegaĵon. La procezo estas simpla kaj la kosto estas malalta, sed la tegaĵo preparita per la bros-tega metodo estas malforta en kombinaĵo kun la substrato, la tegaĵa homogeneco estas malbona, la tegaĵo estas maldika kaj la oksidiĝa rezisto estas malalta, kaj aliaj metodoj estas necesaj por helpi ĝin.
Metodo de plasma ŝprucado:
La metodo de plasmoŝprucado ĉefe konsistas el ŝprucado de fanditaj aŭ duonfanditaj krudmaterialoj sur la surfacon de la grafita matrico per plasmopafilo, kaj poste solidigi kaj kunligi por formi tegaĵon. La metodo estas simpla por uzi kaj povas prepari relative densan silician karbidan tegaĵon, sed la silicia karbida tegaĵo preparita per la metodo ofte estas tro malforta kaj kondukas al malforta oksidiĝa rezisto, do ĝi estas ĝenerale uzata por la preparado de SiC-kompozita tegaĵo por plibonigi la kvaliton de la tegaĵo.
Ĝel-sola metodo:
La ĝelo-sola metodo ĉefe celas prepari unuforman kaj travideblan solsolvaĵon kovrantan la surfacon de la matrico, sekigi ĝin en ĝelon kaj poste sintrigi ĝin por akiri tegaĵon. Ĉi tiu metodo estas simpla por uzi kaj malmultekosta, sed la produktita tegaĵo havas kelkajn mankojn, kiel ekzemple malalta varmoŝokrezisto kaj facila fendado, do ĝi ne povas esti vaste uzata.
Kemia Gasa Reakcio (KVR):
CVR ĉefe generas SiC-tegaĵon uzante Si kaj SiO2-pulvoron por generi SiO-vaporon je alta temperaturo, kaj serio da kemiaj reakcioj okazas sur la surfaco de C-materiala substrato. La SiC-tegaĵo preparita per ĉi tiu metodo estas proksime ligita al la substrato, sed la reakcia temperaturo estas pli alta kaj la kosto estas pli alta.
Kemia Vapora Deponado (KVD):
Nuntempe, CVD estas la ĉefa teknologio por prepari SiC-tegaĵon sur la substrata surfaco. La ĉefa procezo estas serio de fizikaj kaj kemiaj reakcioj de gasfaza reakcianta materialo sur la substrata surfaco, kaj fine la SiC-tegaĵo estas preparita per deponado sur la substrata surfaco. La SiC-tegaĵo preparita per CVD-teknologio estas proksime ligita al la surfaco de la substrato, kio povas efike plibonigi la oksidigan reziston kaj ablacian reziston de la substrata materialo, sed la deponadotempo de ĉi tiu metodo estas pli longa, kaj la reakcia gaso havas certan toksan gason.
La merkata situacio de SiC-kovrita grafita bazo
Kiam eksterlandaj fabrikantoj komencis frue, ili havis klaran antaŭecon kaj altan merkatan parton. Internacie, la ĉefaj provizantoj de SiC-kovrita grafita bazo estas la nederlanda Xycard, la germana SGL Carbon (SGL), la japana Toyo Carbon, la usona MEMC kaj aliaj kompanioj, kiuj esence okupas la internacian merkaton. Kvankam Ĉinio trarompis la ŝlosilan kernan teknologion de unuforma kresko de SiC-kovraĵo sur la surfaco de grafita matrico, altkvalita grafita matrico ankoraŭ dependas de la germana SGL, la japana Toyo Carbon kaj aliaj entreprenoj. La grafita matrico provizita de hejmaj entreprenoj influas la servodaŭron pro varmokondukteco, elasta modulo, rigida modulo, kraddifektoj kaj aliaj kvalitproblemoj. La MOCVD-ekipaĵo ne povas plenumi la postulojn de la uzo de SiC-kovrita grafita bazo.
La ĉina duonkondukta industrio rapide disvolviĝas. Kun la laŭgrada kresko de la ofteco de lokalizado de MOCVD-epitaksia ekipaĵo kaj la vastiĝo de aliaj procezaj aplikoj, oni atendas, ke la estonta merkato por SiC-kovritaj grafitobazaj produktoj rapide kreskos. Laŭ preparaj industriaj taksoj, la enlanda merkato por grafitobazaj produktoj superos 500 milionojn da juanoj en la venontaj jaroj.
SiC-kovrita grafita bazo estas la kerna komponanto de ekipaĵo por industriigo de komponitaj duonkonduktaĵoj. Majstrado de la ŝlosila kerna teknologio de ĝia produktado kaj fabrikado, kaj realigo de la lokalizo de la tuta ĉeno de krudmaterialoj-procezo-ekipaĵo estas de granda strategia signifo por certigi la disvolviĝon de la ĉina duonkonduktaĵa industrio. La kampo de hejmaj SiC-kovritaj grafitaj bazoj prosperas, kaj la produktokvalito povas baldaŭ atingi la internacian altnivelan nivelon.
Afiŝtempo: 24-a de Julio, 2023