SiC-kattega grafiitaluseid kasutatakse tavaliselt monokristalliliste substraatide toetamiseks ja kuumutamiseks metallorgaanilise keemilise aurustamise (MOCVD) seadmetes. SiC-kattega grafiitaluse termiline stabiilsus, termiline ühtlus ja muud jõudlusparameetrid mängivad epitaksiaalse materjali kasvu kvaliteedis otsustavat rolli, seega on see MOCVD seadmete põhikomponent.
Kiipide tootmisprotsessis konstrueeritakse mõnele kiibi aluspinnale epitaksiaalkihte, et hõlbustada seadmete tootmist. Tüüpilised LED-valgust kiirgavad seadmed vajavad ränisubstraatidele GaAs-i epitaksiaalkihtide valmistamist; SiC-epitaksiaalkiht kasvatatakse juhtivale SiC-aluspinnale selliste seadmete nagu SBD, MOSFET jne ehitamiseks kõrgepinge, suure voolutugevuse ja muude võimsusrakenduste jaoks; GaN-epitaksiaalkiht konstrueeritakse poolisoleeritud SiC-aluspinnale HEMT-i ja muude raadiosagedusrakenduste, näiteks side, seadmete edasiseks konstrueerimiseks. See protsess on lahutamatult seotud CVD-seadmetega.
CVD-seadmes ei saa substraati epitaksiaalseks sadestamiseks otse metallile asetada ega lihtsalt alusele asetada, kuna see hõlmab gaasivoolu (horisontaalne, vertikaalne), temperatuuri, rõhku, fikseerimist, saasteainete eraldumist ja muid mõjutegureid. Seetõttu on vaja kasutada alust, seejärel asetada substraat kettale ja seejärel kasutada CVD-tehnoloogiat epitaksiaalseks sadestamiseks substraadile, mis on SiC-kattega grafiidist alus (tuntud ka kui alus).
SiC-kattega grafiitaluseid kasutatakse tavaliselt monokristalliliste substraatide toetamiseks ja kuumutamiseks metallorgaanilise keemilise aurustamise (MOCVD) seadmetes. SiC-kattega grafiitaluse termiline stabiilsus, termiline ühtlus ja muud jõudlusparameetrid mängivad epitaksiaalse materjali kasvu kvaliteedis otsustavat rolli, seega on see MOCVD seadmete põhikomponent.
Metallorgaaniline keemiline aurustamine sadestamise teel (MOCVD) on siniste LED-ide GaN-kilede epitaksiaalse kasvatamise peamine tehnoloogia. Selle eelised on lihtne kasutamine, kontrollitav kasvukiirus ja GaN-kilede kõrge puhtusaste. MOCVD-seadmete reaktsioonikambri olulise komponendina peab GaN-kile epitaksiaalseks kasvatamiseks kasutatav laagrialus olema kõrge temperatuurikindluse, ühtlase soojusjuhtivuse, hea keemilise stabiilsuse, tugeva kuumakindluse jne eelistega. Grafiitmaterjal võib vastata ülaltoodud tingimustele.
MOCVD-seadmete ühe põhikomponendina on grafiidi alus substraadi kandja ja küttekeha, mis määrab otseselt kilematerjali ühtluse ja puhtuse, seega mõjutab selle kvaliteet otseselt epitaksiaalse lehe ettevalmistamist ning samal ajal on seda kasutuskordade arvu suurenemise ja töötingimuste muutumisega väga lihtne kanda, mis kuulub tarbekaupade hulka.
Kuigi grafiidil on suurepärane soojusjuhtivus ja stabiilsus, on sellel MOCVD-seadmete baaskomponendina hea eelis, kuid tootmisprotsessis söövitab grafiit pulbrit söövitavate gaaside ja metalliliste orgaaniliste ühendite jääkide tõttu ning grafiidibaasi kasutusiga lüheneb oluliselt. Samal ajal põhjustab langev grafiidipulber kiibile saastumist.
Kattetehnoloogia tekkimine võimaldab pinnale pulbri fikseerimist, soojusjuhtivuse parandamist ja soojusjaotuse ühtlustamist, mis on muutunud selle probleemi lahendamise peamiseks tehnoloogiaks. MOCVD-seadmete kasutuskeskkonnas peaks grafiidipõhine pinnakate vastama järgmistele omadustele:
(1) Grafiidi alust saab täielikult pakendada ja tihedus on hea, vastasel juhul on grafiidi alus söövitavas gaasis kergesti korrodeeruv.
(2) Grafiidi alusega kombineeritud tugevus on kõrge, et tagada katte kerge mahakukkumine pärast mitut kõrge ja madala temperatuuri tsüklit.
(3) Sellel on hea keemiline stabiilsus, et vältida katte purunemist kõrgel temperatuuril ja söövitavas atmosfääris.
SiC-l on korrosioonikindluse, kõrge soojusjuhtivuse, termilise löögikindluse ja kõrge keemilise stabiilsuse eelised ning see sobib hästi GaN-i epitaksiaalses atmosfääris. Lisaks erineb SiC soojuspaisumistegur grafiidist väga vähe, mistõttu on SiC eelistatud materjal grafiidialuste pinnakatteks.
Praegu on levinud ränikarbiid (SiC) peamiselt 3C, 4H ja 6H tüüpi ning erinevat tüüpi kristallide kasutusalad on erinevad. Näiteks 4H-SiC-st saab toota suure võimsusega seadmeid; 6H-SiC on kõige stabiilsem ja sobib fotoelektriliste seadmete tootmiseks; kuna selle struktuur on sarnane GaN-iga, saab 3C-SiC-d kasutada GaN-i epitaksiaalkihi ja SiC-GaN raadiosagedusseadmete tootmiseks. 3C-SiC-d tuntakse ka kui β-SiC-d ja selle oluline kasutusala on kile- ja kattematerjalina, seega on β-SiC praegu peamine kattematerjal.
Postituse aeg: 04.08.2023