Baz grafit kouvri ak SiC yo souvan itilize pou sipòte ak chofe substrats monokristal nan ekipman depo vapè chimik metal-òganik (MOCVD). Estabilite tèmik, inifòmite tèmik ak lòt paramèt pèfòmans baz grafit kouvri ak SiC jwe yon wòl desizif nan kalite kwasans materyèl epitaksyal la, kidonk li se eleman kle nan ekipman MOCVD.
Nan pwosesis fabrikasyon waf yo, yo konstwi kouch epitaksi sou kèk substrat waf pou fasilite fabrikasyon aparèy yo. Aparèy tipik ki emèt limyè LED yo bezwen prepare kouch epitaksi GaAs sou substrat Silisyòm; Kouch epitaksi SiC a grandi sou substrat SiC kondiktif la pou konstriksyon aparèy tankou SBD, MOSFET, elatriye, pou aplikasyon vòltaj wo, kouran wo ak lòt aplikasyon pouvwa; Kouch epitaksi GaN konstwi sou substrat SiC semi-izole pou konstwi HEMT ak lòt aparèy pou aplikasyon RF tankou kominikasyon. Pwosesis sa a inséparab de ekipman CVD.
Nan ekipman CVD a, yo pa ka mete substrat la dirèkteman sou metal la oubyen tou senpleman mete l sou yon baz pou depozisyon epitaksi, paske sa enplike koule gaz la (orizontal, vètikal), tanperati, presyon, fiksasyon, degajman polyan ak lòt aspè nan faktè enfliyans yo. Se poutèt sa, yo bezwen yon baz, epi answit yo mete substrat la sou disk la, epi answit yo fè depozisyon epitaksi a sou substrat la lè l sèvi avèk teknoloji CVD, epi baz sa a se baz grafit kouvri ak SiC (ke yo rele tou plato).
Baz grafit kouvri ak SiC yo souvan itilize pou sipòte ak chofe substrats monokristal nan ekipman depo vapè chimik metal-òganik (MOCVD). Estabilite tèmik, inifòmite tèmik ak lòt paramèt pèfòmans baz grafit kouvri ak SiC jwe yon wòl desizif nan kalite kwasans materyèl epitaksyal la, kidonk li se eleman kle nan ekipman MOCVD.
Depozisyon vapè chimik metal-òganik (MOCVD) se teknoloji prensipal pou kwasans epitaksi fim GaN nan LED ble. Li gen avantaj operasyon senp, to kwasans kontwolab ak gwo pite fim GaN yo. Kòm yon eleman enpòtan nan chanm reyaksyon ekipman MOCVD a, baz kote yo itilize pou kwasans epitaksi fim GaN lan bezwen gen avantaj rezistans tanperati ki wo, konduktivite tèmik inifòm, bon estabilite chimik, gwo rezistans chòk tèmik, elatriye. Materyèl grafit la ka satisfè kondisyon ki anwo yo.
Kòm youn nan eleman prensipal ekipman MOCVD yo, baz grafit la se kò transpòtè ak chofaj substra a, ki detèmine dirèkteman inifòmite ak pite materyèl fim nan, kidonk kalite li afekte dirèkteman preparasyon fèy epitaksyèl la, e an menm tan, avèk ogmantasyon kantite itilizasyon ak chanjman kondisyon travay yo, li trè fasil pou mete, ki fè pati consommables yo.
Malgre ke grafit gen ekselan konduktivite tèmik ak estabilite, li gen yon bon avantaj kòm yon eleman baz nan ekipman MOCVD, men nan pwosesis pwodiksyon an, grafit pral korode poud lan akòz rezidi gaz koroziv ak òganik metalik, epi lavi sèvis baz grafit la pral redwi anpil. An menm tan, poud grafit ki tonbe a pral lakòz polisyon nan chip la.
Aparisyon teknoloji kouch la ka pèmèt fiksasyon poud sifas la, amelyore konduktivite tèmik, epi egalize distribisyon chalè a, sa ki vin tounen prensipal teknoloji pou rezoud pwoblèm sa a. Nan anviwònman itilizasyon ekipman MOCVD, kouch sifas baz grafit la ta dwe satisfè karakteristik sa yo:
(1) Baz grafit la ka vlope nèt, epi dansite a bon, sinon baz grafit la fasil pou korode nan gaz koroziv la.
(2) Fòs konbinezon an ak baz grafit la wo pou asire ke kouch la pa fasil pou tonbe apre plizyè sik tanperati ki wo ak tanperati ki ba.
(3) Li gen bon estabilite chimik pou evite echèk kouch nan tanperati ki wo ak atmosfè koroziv.
SiC gen avantaj rezistans korozyon, konduktivite tèmik ki wo, rezistans chòk tèmik ak estabilite chimik ki wo, epi li ka byen fonksyone nan atmosfè epitaksyèl GaN. Anplis de sa, koyefisyan ekspansyon tèmik SiC a pa diferan anpil ak koyefisyan grafit la, kidonk SiC se materyèl ki pi pito pou kouch sifas baz grafit la.
Kounye a, SiC komen an se sitou kalite 3C, 4H ak 6H, epi itilizasyon SiC pou diferan kalite kristal yo diferan. Pa egzanp, 4H-SiC ka fabrike aparèy ki gen gwo puisans; 6H-SiC se pi estab la epi li ka fabrike aparèy fotoelektrik; Akòz estrikti ki sanble ak GaN, 3C-SiC ka itilize pou pwodui kouch epitaksi GaN epi fabrike aparèy RF SiC-GaN. 3C-SiC yo konnen tou kòm β-SiC, epi yon itilizasyon enpòtan nan β-SiC se kòm yon fim ak materyèl kouch, kidonk β-SiC se kounye a materyèl prensipal pou kouch.
Metòd pou prepare kouch carbure Silisyòm
Kounye a, metòd preparasyon kouch SiC yo sitou gen ladan metòd jèl-sol, metòd entegrasyon, metòd kouch bwòs, metòd flite plasma, metòd reyaksyon gaz chimik (CVR) ak metòd depo vapè chimik (CVD).
Metòd entegrasyon:
Metòd la se yon kalite sinterizasyon faz solid nan tanperati ki wo, ki sitou itilize yon melanj poud Si ak poud C kòm poud entegrasyon an, yo mete matris grafit la nan poud entegrasyon an, epi yo fè sinterizasyon nan tanperati ki wo nan gaz inaktif la, epi finalman yo jwenn kouch SiC a sou sifas matris grafit la. Pwosesis la senp epi konbinezon kouch la ak substra a bon, men inifòmite kouch la sou direksyon epesè a pòv, sa ki fasil pou pwodui plis twou epi mennen nan yon rezistans oksidasyon ki pòv.
Metòd kouch bwòs:
Metòd kouch bwòs la se sitou pou aplike matyè premyè likid la sou sifas matris grafit la, epi answit geri matyè premyè a nan yon sèten tanperati pou prepare kouch la. Pwosesis la senp epi pri a ba, men kouch ki prepare pa metòd kouch bwòs la fèb an konbinezon ak substra a, inifòmite kouch la pòv, kouch la mens epi rezistans oksidasyon an ba, epi lòt metòd nesesè pou ede li.
Metòd flite plasma:
Metòd flite plasma a se sitou pou flite matyè premyè ki fonn oswa semi-fonn sou sifas matris grafit la ak yon zam plasma, epi answit solidifye epi kole pou fòme yon kouch. Metòd la fasil pou opere epi li ka prepare yon kouch carbure Silisyòm relativman dans, men kouch carbure Silisyòm ki prepare pa metòd sa a souvan twò fèb epi li mennen nan yon rezistans oksidasyon ki fèb, kidonk li jeneralman itilize pou preparasyon kouch konpoze SiC pou amelyore kalite kouch la.
Metòd jèl-sol:
Metòd jèl-sòl la sitou pou prepare yon solisyon sol inifòm ak transparan ki kouvri sifas matris la, seche l pou l vin tounen yon jèl epi apre sa sinterize l pou jwenn yon kouch. Metòd sa a fasil pou itilize epi li pa koute chè, men kouch ki pwodui a gen kèk enpèfeksyon tankou rezistans chòk tèmik ki ba ak krak fasil, kidonk li pa ka itilize toupatou.
Reyaksyon Gaz Chimik (RCV):
CVR sitou pwodui kouch SiC lè l sèvi avèk poud Si ak SiO2 pou pwodui vapè SiO nan tanperati ki wo, epi yon seri reyaksyon chimik rive sou sifas substrat materyèl C la. Kouch SiC ki prepare pa metòd sa a kole byen sere ak substrat la, men tanperati reyaksyon an pi wo epi pri a pi wo.
Depozisyon Vapè Chimik (CVD):
Kounye a, CVD se teknoloji prensipal la pou prepare kouch SiC sou sifas substrat la. Pwosesis prensipal la se yon seri reyaksyon fizik ak chimik materyèl reyaktif faz gaz sou sifas substrat la, epi finalman kouch SiC a prepare pa depozisyon sou sifas substrat la. Kouch SiC ki prepare pa teknoloji CVD a kole byen sere sou sifas substrat la, sa ki ka efektivman amelyore rezistans oksidasyon ak rezistans ablasyon materyèl substrat la, men tan depozisyon metòd sa a pi long, epi gaz reyaksyon an gen yon sèten gaz toksik.
Sitiyasyon mache a nan baz grafit kouvri ak SiC
Lè manifaktirè etranje yo te kòmanse byen bonè, yo te gen yon avantaj klè ak yon gwo pati nan mache a. Nan lemonn antye, founisè prensipal baz grafit kouvri ak SiC yo se Xycard Olandè, SGL Carbon (SGL) Alman, Toyo Carbon Japonè, MEMC Etazini ak lòt konpayi, ki fondamantalman okipe mache entènasyonal la. Malgre ke Lachin te kraze teknoloji debaz kle a pou kwasans inifòm kouch SiC sou sifas matris grafit la, matris grafit kalite siperyè toujou depann sou SGL Alman, Toyo Carbon Japonè ak lòt antrepriz yo, matris grafit ki bay pa antrepriz domestik yo afekte lavi sèvis la akòz konduktivite tèmik, modil elastik, modil rijid, domaj rezo ak lòt pwoblèm kalite. Ekipman MOCVD a pa ka satisfè egzijans pou itilizasyon baz grafit kouvri ak SiC.
Endistri semi-kondiktè Lachin nan ap devlope rapidman, avèk ogmantasyon gradyèl nan to lokalizasyon ekipman epitaksyal MOCVD, ak ekspansyon lòt aplikasyon pwosesis, mache pwodwi baz grafit kouvri ak SiC nan lavni espere grandi rapidman. Selon estimasyon preliminè endistri a, mache baz grafit domestik la pral depase 500 milyon Yuan nan kèk ane kap vini yo.
Baz grafit kouvri ak SiC a se eleman prensipal ekipman endistriyalizasyon semi-kondiktè konpoze yo. Li metrize teknoloji prensipal pwodiksyon ak fabrikasyon li yo, epi li reyalize lokalizasyon tout chèn endistri materyèl bwit-pwosesis-ekipman an gen yon gwo enpòtans estratejik pou asire devlopman endistri semi-kondiktè Lachin nan. Jaden grafit domestik kouvri ak SiC a ap boujonnen, epi bon jan kalite pwodwi a ka rive nan nivo avanse entènasyonal byento.
Dat piblikasyon: 24 Jiyè 2023