Las bases de grafito recubiertas de SiC se utilizan comúnmente para soportar y calentar sustratos monocristalinos en equipos de deposición química en fase de vapor metalorgánico (MOCVD). La estabilidad térmica, la uniformidad térmica y otros parámetros de rendimiento de la base de grafito recubierta de SiC desempeñan un papel decisivo en la calidad del crecimiento epitaxial del material, por lo que es el componente clave de los equipos de MOCVD.
En el proceso de fabricación de obleas, se construyen capas epitaxiales sobre algunos sustratos para facilitar la fabricación de dispositivos. Los dispositivos LED emisores de luz típicos requieren la preparación de capas epitaxiales de GaAs sobre sustratos de silicio. La capa epitaxial de SiC se construye sobre el sustrato conductor de SiC para la construcción de dispositivos como SBD, MOSFET, etc., para aplicaciones de alta tensión, alta corriente y otras aplicaciones de potencia. La capa epitaxial de GaN se construye sobre un sustrato de SiC semiaislado para la construcción de HEMT y otros dispositivos para aplicaciones de radiofrecuencia, como las comunicaciones. Este proceso es inseparable de los equipos de CVD.
En los equipos de CVD, el sustrato no puede colocarse directamente sobre el metal ni simplemente sobre una base para la deposición epitaxial, ya que influyen factores como el flujo de gas (horizontal o vertical), la temperatura, la presión, la fijación, la eliminación de contaminantes y otros. Por lo tanto, es necesario usar una base, colocar el sustrato sobre el disco y, posteriormente, aplicar la tecnología CVD para la deposición epitaxial sobre el sustrato, que es la base de grafito recubierta de SiC (también conocida como bandeja).
Las bases de grafito recubiertas de SiC se utilizan comúnmente para soportar y calentar sustratos monocristalinos en equipos de deposición química en fase de vapor metalorgánico (MOCVD). La estabilidad térmica, la uniformidad térmica y otros parámetros de rendimiento de la base de grafito recubierta de SiC desempeñan un papel decisivo en la calidad del crecimiento epitaxial del material, por lo que es el componente clave de los equipos de MOCVD.
La deposición química en fase de vapor metalorgánica (MOCVD) es la tecnología principal para el crecimiento epitaxial de películas de GaN en LED azules. Ofrece las ventajas de una operación sencilla, una velocidad de crecimiento controlable y una alta pureza de las películas de GaN. Como componente importante en la cámara de reacción de los equipos MOCVD, la base de apoyo utilizada para el crecimiento epitaxial de películas de GaN debe ofrecer resistencia a altas temperaturas, conductividad térmica uniforme, buena estabilidad química y alta resistencia al choque térmico, entre otras ventajas. El grafito cumple con estas condiciones.
Como uno de los componentes principales del equipo MOCVD, la base de grafito es el cuerpo portador y calefactor del sustrato, lo que determina directamente la uniformidad y pureza del material de la película, por lo que su calidad afecta directamente la preparación de la lámina epitaxial y, al mismo tiempo, con el aumento del número de usos y el cambio de las condiciones de trabajo, es muy fácil de desgastar, perteneciente a los consumibles.
Si bien el grafito posee una excelente conductividad térmica y estabilidad, es una buena ventaja como componente base de los equipos de MOCVD. Sin embargo, durante el proceso de producción, el grafito corroe el polvo debido a los residuos de gases corrosivos y compuestos orgánicos metálicos, lo que reduce considerablemente la vida útil de la base de grafito. Además, la caída de polvo de grafito contamina el chip.
La aparición de la tecnología de recubrimiento permite fijar el polvo superficial, mejorar la conductividad térmica y equilibrar la distribución del calor, lo que se ha convertido en la principal tecnología para resolver este problema. En el entorno de uso de equipos MOCVD, el recubrimiento superficial a base de grafito debe cumplir con las siguientes características:
(1) La base de grafito se puede envolver completamente y la densidad es buena, de lo contrario, la base de grafito se corroe fácilmente en el gas corrosivo.
(2) La resistencia combinada con la base de grafito es alta para garantizar que el revestimiento no se desprenda fácilmente después de varios ciclos de alta y baja temperatura.
(3) Tiene buena estabilidad química para evitar fallas del recubrimiento en altas temperaturas y atmósferas corrosivas.
El SiC ofrece resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica, resistencia al choque térmico y alta estabilidad química, además de funcionar bien en atmósferas epitaxiales de GaN. Además, su coeficiente de expansión térmica difiere muy poco del del grafito, por lo que es el material preferido para el recubrimiento superficial de bases de grafito.
Actualmente, el SiC común es principalmente de tipo 3C, 4H y 6H, y sus usos varían según el tipo de cristal. Por ejemplo, el 4H-SiC permite fabricar dispositivos de alta potencia; el 6H-SiC es el más estable y permite fabricar dispositivos fotoeléctricos. Gracias a su estructura similar a la del GaN, el 3C-SiC puede utilizarse para producir capas epitaxiales de GaN y fabricar dispositivos de radiofrecuencia (RF) de SiC-GaN. El 3C-SiC también se conoce comúnmente como β-SiC, y su uso principal es como material de película y recubrimiento, por lo que actualmente es el principal material para recubrimientos.
Hora de publicación: 04-ago-2023