Úsáidtear bunáiteanna graifíte atá brataithe le SiC go coitianta chun tacú le foshraitheanna criostail aonair agus iad a théamh i dtrealamh taiscthe gaile ceimiceach miotail-orgánach (MOCVD). Tá ról cinntitheach ag cobhsaíocht theirmeach, aonfhoirmeacht theirmeach agus paraiméadair feidhmíochta eile bonn graifíte atá brataithe le SiC i gcáilíocht fhás ábhair eipitacsaigh, mar sin is í an phríomhghné de threalamh MOCVD í.
Le linn an phróisis mhonaraithe vaiféir, déantar sraitheanna eipitacsacha a thógáil tuilleadh ar roinnt foshraitheanna vaiféir chun monarú gléasanna a éascú. Caithfidh gléasanna tipiciúla astaithe solais LED sraitheanna eipitacsacha de GaAs a ullmhú ar foshraitheanna sileacain; Fásann an tsraith eipitacsach SiC ar an tsubstráit SiC seoltaí chun gléasanna ar nós SBD, MOSFET, etc. a thógáil, le haghaidh feidhmeanna ardvoltais, ard-reatha agus feidhmeanna cumhachta eile; tógtar sraith eipitacsach GaN ar tsubstráit SiC leath-inslithe chun HEMT agus gléasanna eile a thógáil tuilleadh le haghaidh feidhmeanna RF ar nós cumarsáide. Tá an próiseas seo doscartha ó threalamh CVD.
Sa trealamh CVD, ní féidir an tsubstráit a chur go díreach ar an miotal ná é a chur ar bhonn le haghaidh taisceadh eipitacsach, toisc go mbíonn tionchar ag sreabhadh gáis (cothrománach, ingearach), teocht, brú, socrú, sceitheadh truailleán agus gnéithe eile de na fachtóirí tionchair leis. Dá bhrí sin, tá bonn ag teastáil, agus ansin cuirtear an tsubstráit ar an diosca, agus ansin déantar an taisceadh eipitacsach ar an tsubstráit ag baint úsáide as teicneolaíocht CVD, agus is é an bonn graifíte atá brataithe le SiC (ar a dtugtar an tráidire freisin) an bonn seo.
Úsáidtear bunáiteanna graifíte atá brataithe le SiC go coitianta chun tacú le foshraitheanna criostail aonair agus iad a théamh i dtrealamh taiscthe gaile ceimiceach miotail-orgánach (MOCVD). Tá ról cinntitheach ag cobhsaíocht theirmeach, aonfhoirmeacht theirmeach agus paraiméadair feidhmíochta eile bonn graifíte atá brataithe le SiC i gcáilíocht fhás ábhair eipitacsaigh, mar sin is í an phríomhghné de threalamh MOCVD í.
Is é taisceadh gaile ceimiceach miotal-orgánach (MOCVD) an teicneolaíocht phríomhshrutha le haghaidh fás eipitacsach scannán GaN i soilse faoi stiúir gorm. Tá buntáistí a bhaineann le hoibriú simplí, ráta fáis inrialaithe agus íonacht ard scannán GaN aige. Mar chomhpháirt thábhachtach i seomra imoibrithe trealaimh MOCVD, ní mór go mbeadh buntáistí a bhaineann le friotaíocht ardteochta, seoltacht theirmeach aonfhoirmeach, dea-chobhsaíocht cheimiceach, friotaíocht láidir turraing theirmeach, srl. ag an mbonn imthacaí a úsáidtear le haghaidh fás eipitacsach scannán GaN. Is féidir le hábhar graifíte na coinníollacha thuas a chomhlíonadh.
Mar cheann de na príomhchodanna de threalamh MOCVD, is é bonn graifíte iompróir agus corp téimh an tsubstráit, rud a chinneann go díreach aonfhoirmeacht agus íonacht ábhar an scannáin, mar sin bíonn tionchar díreach ag a cháilíocht ar ullmhú an bhileog eipitacsaigh, agus ag an am céanna, le méadú ar líon na n-úsáidí agus athrú ar dhálaí oibre, tá sé an-éasca a chaitheamh, agus is cuid de na tomhaltáin é.
Cé go bhfuil seoltacht theirmeach agus cobhsaíocht den scoth ag graifít, tá buntáiste maith aige mar chomhpháirt bhunúsach de threalamh MOCVD, ach sa phróiseas táirgthe, creimfidh an graifít an púdar mar gheall ar iarmhar gás creimneach agus orgánach miotalacha, agus laghdófar saol seirbhíse an bhoinn graifíte go mór. Ag an am céanna, cuirfidh an púdar graifíte atá ag titim truailliú ar an sliseanna.
Is féidir le teacht chun cinn na teicneolaíochta sciath socrú púdair dromchla a sholáthar, seoltacht theirmeach a fheabhsú, agus dáileadh teasa a chothromú, agus is í seo an phríomhtheicneolaíocht chun an fhadhb seo a réiteach. I dtimpeallacht úsáide trealaimh MOCVD, ba cheart go gcomhlíonfadh sciath dromchla bunaithe ar ghraifít na tréithe seo a leanas:
(1) Is féidir an bonn graifíte a fhilleadh go hiomlán, agus tá an dlús maith, nó ar shlí eile is furasta an bonn graifíte a chreimeadh sa ghás creimneach.
(2) Tá neart an chomhcheangail leis an mbonn graifíte ard chun a chinntiú nach dtitfidh an sciath go héasca tar éis roinnt timthriallta ardteochta agus ísealteochta.
(3) Tá dea-chobhsaíocht cheimiceach aige chun teip sciath a sheachaint in atmaisféar ardteochta agus creimneach.
Tá buntáistí ag baint le SiC maidir le friotaíocht creimeadh, seoltacht theirmeach ard, friotaíocht turraing theirmeach agus cobhsaíocht cheimiceach ard, agus is féidir leis oibriú go maith in atmaisféar eipitacsach GaN. Ina theannta sin, níl mórán difríochta idir comhéifeacht leathnú teirmeach SiC agus comhéifeacht leathnú teirmeach graifíte, mar sin is é SiC an t-ábhar is fearr le haghaidh sciath dromchla bonn graifíte.
Faoi láthair, is iad na cineálacha SiC is coitianta den chuid is mó, agus tá úsáidí SiC difriúil ag cineálacha criostail éagsúla. Mar shampla, is féidir le 4H-SiC gléasanna ardchumhachta a mhonarú; is é 6H-SiC an ceann is cobhsaí agus is féidir leis gléasanna fótaileictreacha a mhonarú; Mar gheall ar a struchtúr cosúil le GaN, is féidir 3C-SiC a úsáid chun ciseal eipitacsach GaN a tháirgeadh agus gléasanna RF SiC-GaN a mhonarú. Tugtar β-SiC ar 3C-SiC go coitianta freisin, agus is úsáid thábhachtach de β-SiC é mar scannán agus ábhar sciath, mar sin is é β-SiC an príomhábhar le haghaidh sciath faoi láthair.
Modh chun sciath sileacain charbíde a ullmhú
Faoi láthair, áirítear ar na modhanna ullmhúcháin do sciath SiC den chuid is mó modh glóthach-sol, modh leabú, modh sciath scuaibe, modh spraeála plasma, modh imoibriúcháin gáis cheimicigh (CVR) agus modh taiscthe gaile ceimicigh (CVD).
Modh leabaithe:
Is cineál sintéirithe céime soladaí ardteochta é an modh, a úsáideann meascán de phúdar Si agus púdar C den chuid is mó mar an púdar leabaithe, cuirtear an maitrís graifíte sa phúdar leabaithe, agus déantar an sintéiriú ardteochta sa ghás támh, agus ar deireadh faightear an sciath SiC ar dhromchla an mhaitrís graifíte. Tá an próiseas simplí agus tá an teaglaim idir an sciath agus an tsubstráit maith, ach tá aonfhoirmeacht an sciath feadh an treo tiús bocht, rud a fhágann go bhfuil sé éasca níos mó poill a tháirgeadh agus go mbíonn friotaíocht ocsaídiúcháin bocht mar thoradh air.
Modh sciath scuaibe:
Is é an modh sciath scuabtha den chuid is mó ná an t-amhábhar leachtach a scuabadh ar dhromchla an mhaitrís graifíte, agus ansin an t-amhábhar a leigheas ag teocht áirithe chun an sciath a ullmhú. Tá an próiseas simplí agus tá an costas íseal, ach tá an sciath a ullmhaítear leis an modh sciath scuabtha lag i gcomhar leis an tsubstráit, tá aonfhoirmeacht an sciath bocht, tá an sciath tanaí agus tá an fhriotaíocht ocsaídiúcháin íseal, agus tá gá le modhanna eile chun cabhrú leis.
Modh spraeála plasma:
Is é an modh spraeála plasma go príomha ná amhábhair leáite nó leathleáite a spraeáil ar dhromchla an mhaitrís graifíte le gunna plasma, agus ansin soladú agus nascadh chun sciath a dhéanamh. Tá an modh simplí le hoibriú agus is féidir leis sciath sileacain charbaíde sách dlúth a ullmhú, ach is minic a bhíonn an sciath sileacain charbaíde a ullmhaítear leis an modh ró-lag agus bíonn friotaíocht ocsaídiúcháin lag mar thoradh air, mar sin úsáidtear é go ginearálta chun sciath ilchodach SiC a ullmhú chun cáilíocht an sciath a fheabhsú.
Modh glóthach-sol:
Is é príomhchuspóir an mhodha glóthach-sol tuaslagán sol aonfhoirmeach agus trédhearcach a ullmhú a chlúdaíonn dromchla an mhaitrís, é a thriomú ina ghlóthach agus ansin é a shintéiriú chun sciath a fháil. Tá an modh seo simplí le hoibriú agus ar chostas íseal, ach tá roinnt easnaimh ag baint leis an sciath a tháirgtear amhail friotaíocht íseal turraing theirmeach agus scoilteadh éasca, mar sin ní féidir é a úsáid go forleathan.
Imoibriú Gáis Cheimiceach (CVR):
Gineann CVR sciath SiC den chuid is mó trí phúdar Si agus SiO2 a úsáid chun gal SiO a ghiniúint ag teocht ard, agus tarlaíonn sraith imoibrithe ceimiceacha ar dhromchla foshraith ábhair C. Tá an sciath SiC a ullmhaítear leis an modh seo nasctha go dlúth leis an foshraith, ach tá an teocht imoibrithe níos airde agus tá an costas níos airde.
Taisceadh Ceimiceach Gaile (CVD):
Faoi láthair, is é CVD an phríomhtheicneolaíocht chun sciath SiC a ullmhú ar dhromchla an tsubstráit. Is é an príomhphróiseas sraith imoibrithe fisiceacha agus ceimiceacha d'ábhar imoibrí céim gháis ar dhromchla an tsubstráit, agus ar deireadh ullmhaítear an sciath SiC trí thaisceadh ar dhromchla an tsubstráit. Tá an sciath SiC a ullmhaítear le teicneolaíocht CVD nasctha go dlúth le dromchla an tsubstráit, rud a fhéadann friotaíocht ocsaídiúcháin agus friotaíocht abláideach ábhar an tsubstráit a fheabhsú go héifeachtach, ach tá am taiscthe an mhodha seo níos faide, agus tá gás tocsaineach áirithe sa ghás imoibrithe.
Staid an mhargaidh maidir le bonn graifíte brataithe SiC
Nuair a thosaigh monaróirí eachtracha go luath, bhí ceannas soiléir agus sciar ard den mhargadh acu. Go hidirnáisiúnta, is iad na príomhsholáthraithe bonn graifíte brataithe SiC ná Xycard na hÍsiltíre, SGL Carbon (SGL) na Gearmáine, Toyo Carbon na Seapáine, MEMC na Stát Aontaithe agus cuideachtaí eile, a bhfuil an margadh idirnáisiúnta acu den chuid is mó. Cé gur bhris an tSín tríd an bpríomhtheicneolaíocht maidir le fás aonfhoirmeach sciath SiC ar dhromchla maitrís graifíte, braitheann maitrís graifíte ardchaighdeáin fós ar SGL na Gearmáine, Toyo Carbon na Seapáine agus fiontair eile, bíonn tionchar ag an maitrís graifíte a sholáthraíonn fiontair intíre ar an saol seirbhíse mar gheall ar sheoltacht theirmeach, modúl leaisteach, modúl righin, lochtanna laitíse agus fadhbanna cáilíochta eile. Ní féidir leis an trealamh MOCVD freastal ar riachtanais úsáid bonn graifíte brataithe SiC.
Tá tionscal leathsheoltóra na Síne ag forbairt go mear, agus leis an méadú de réir a chéile ar ráta logánaithe trealaimh eipitacsaigh MOCVD, agus leathnú ar fheidhmchláir phróisis eile, meastar go bhfásfaidh margadh táirgí bonn graifíte brataithe SiC go tapa amach anseo. De réir réamh-mheastacháin tionscail, rachaidh margadh bonn graifíte intíre thar 500 milliún yuan sna blianta beaga amach romhainn.
Is é bonn graifíte brataithe SiC croí-chomhpháirt trealaimh tionsclaithe leathsheoltóra cumaisc, agus tá tábhacht straitéiseach mhór ag baint le máistreacht a dhéanamh ar an bpríomhtheicneolaíocht dá tháirgeadh agus a mhonarú, agus le logánú an tslabhra tionscail amhábhar-próisis-trealaimh ar fad chun forbairt thionscal leathsheoltóra na Síne a chinntiú. Tá borradh faoi réimse an bhonn graifíte brataithe SiC intíre, agus is féidir le cáilíocht an táirge an leibhéal ard idirnáisiúnta a bhaint amach go luath.
Am an phoist: 24 Iúil 2023