SiC estalitako grafito-oinarrak normalean kristal bakarreko substratuak eusteko eta berotzeko erabiltzen dira lurrun-deposizio kimiko metaliko-organikoko (MOCVD) ekipoetan. SiC estalitako grafito-oinarriaren egonkortasun termikoak, uniformetasun termikoak eta beste errendimendu-parametro batzuek erabakigarriak dira material epitaxialaren hazkuntzaren kalitatean, beraz, MOCVD ekipoen osagai nagusia da.
Oblea fabrikatzeko prozesuan, geruza epitaxialak eraikitzen dira oblea-substratu batzuetan, gailuen fabrikazioa errazteko. LED argi-igorle gailu tipikoek GaAs-en geruza epitaxialak prestatu behar dituzte siliziozko substratuetan; SiC geruza epitaxiala SiC substratu eroalean hazten da, SBD, MOSFET eta abar bezalako gailuak eraikitzeko, tentsio handiko, korronte handiko eta beste potentzia-aplikazio batzuetarako; GaN geruza epitaxiala SiC substratu erdi-isolatuan eraikitzen da, HEMT eta beste gailuak eraikitzeko RF aplikazioetarako, hala nola komunikaziorako. Prozesu hau CVD ekipamendutik bereiztezina da.
CVD ekipamenduan, substratua ezin da zuzenean metalaren gainean jarri edo oinarri baten gainean jarri epitaxialki deposizioa egiteko, gas-fluxua (horizontala, bertikala), tenperatura, presioa, finkapena, kutsatzaileen isurketa eta beste eragin-faktore batzuk inplikatzen baitituzte. Beraz, oinarri bat erabili behar da, eta ondoren substratua diskoan jarri, eta ondoren CVD teknologia erabili substratuan epitaxialki deposizioa egiteko, hau da, SiC estalitako grafito-oinarrian (erretilu gisa ere ezagutzen dena).
SiC estalitako grafito-oinarrak normalean kristal bakarreko substratuak eusteko eta berotzeko erabiltzen dira lurrun-deposizio kimiko metaliko-organikoko (MOCVD) ekipoetan. SiC estalitako grafito-oinarriaren egonkortasun termikoak, uniformetasun termikoak eta beste errendimendu-parametro batzuek erabakigarriak dira material epitaxialaren hazkuntzaren kalitatean, beraz, MOCVD ekipoen osagai nagusia da.
Metal-organiko kimiko lurrunaren bidezko deposizioa (MOCVD) GaN filmen epitaxial hazkuntzarako teknologia nagusia da LED urdinetan. Funtzionamendu sinplearen, hazkunde-tasa kontrolagarriaren eta GaN filmen purutasun handiko abantailak ditu. MOCVD ekipamenduen erreakzio-ganberako osagai garrantzitsu gisa, GaN filmen epitaxial hazkuntzarako erabiltzen den oinarriak tenperatura altuko erresistentzia, eroankortasun termiko uniformea, egonkortasun kimiko ona, kolpe termikoarekiko erresistentzia handia eta abar izan behar ditu. Grafito materialak goiko baldintzak bete ditzake.
MOCVD ekipamenduen osagai nagusietako bat denez, grafito oinarria substratuaren euskarria eta berogailua da, eta horrek zuzenean zehazten du film materialaren uniformetasuna eta purutasuna, beraz, bere kalitateak zuzenean eragiten du xafla epitaxialaren prestaketan, eta, aldi berean, erabilera kopurua handitzearekin eta lan baldintzak aldatzearekin batera, oso erraza da higatzea, kontsumigarrien artean baitago.
Grafitoak eroankortasun termiko eta egonkortasun bikaina badu ere, abantaila handia du MOCVD ekipamenduen oinarrizko osagai gisa, baina ekoizpen-prozesuan, grafitoak hautsa korrodituko du gas korrosiboen eta materia organiko metalikoen hondakinengatik, eta grafito-oinarriaren bizitza erabilgarria asko murriztuko da. Aldi berean, erortzen den grafito-hautsa kutsadura eragingo dio txipari.
Estaldura-teknologiaren sorrerak gainazaleko hautsaren finkapena, eroankortasun termikoa hobetzea eta beroaren banaketa berdintzea ahalbidetzen du, eta hori bihurtu da arazo hau konpontzeko teknologia nagusia. MOCVD ekipamenduen erabilera-ingurunean, grafito-oinarrizko gainazaleko estaldurak ezaugarri hauek bete behar ditu:
(1) Grafito oinarria guztiz bildu daiteke, eta dentsitatea ona da, bestela grafito oinarria erraz korroditzen da gas korrosiboan.
(2) Grafito oinarriarekin konbinatutako indarra handia da, estaldura ez dadin erraz erortzen tenperatura altuko eta tenperatura baxuko hainbat zikloren ondoren.
(3) Egonkortasun kimiko ona du estalduraren akatsa saihesteko tenperatura altuan eta atmosfera korrosiboan.
SiC-k korrosioarekiko erresistentzia, eroankortasun termiko handia, kolpe termikoarekiko erresistentzia eta egonkortasun kimiko handia ditu abantailak, eta ondo funtziona dezake GaN epitaxial atmosferan. Gainera, SiC-ren hedapen termikoaren koefizientea oso gutxi desberdintzen da grafitoarenarekin alderatuta, beraz, SiC da grafito oinarriaren gainazaleko estaldurarako hobetsitako materiala.
Gaur egun, SiC arrunta batez ere 3C, 4H eta 6H motakoa da, eta kristal mota desberdinen SiC erabilerak desberdinak dira. Adibidez, 4H-SiC-k potentzia handiko gailuak fabrikatu ditzake; 6H-SiC da egonkorrena eta gailu fotoelektrikoak fabrikatu ditzake; GaN-ren antzeko egitura duenez, 3C-SiC GaN geruza epitaxiala ekoizteko eta SiC-GaN RF gailuak fabrikatzeko erabil daiteke. 3C-SiC β-SiC bezala ere ezagutzen da, eta β-SiC-ren erabilera garrantzitsu bat film eta estaldura material gisa da, beraz, β-SiC da gaur egun estaldurarako material nagusia.
Argitaratze data: 2023ko abuztuak 4