Basis grafit berlapis SiC umumnya digunakan untuk menopang dan memanaskan substrat kristal tunggal dalam peralatan pengendapan uap kimia metal-organik (MOCVD). Stabilitas termal, keseragaman termal, dan parameter kinerja lainnya dari basis grafit berlapis SiC memainkan peran penting dalam kualitas pertumbuhan material epitaksial, sehingga merupakan komponen kunci inti dari peralatan MOCVD.
Dalam proses pembuatan wafer, lapisan epitaksial selanjutnya dibangun pada beberapa substrat wafer untuk memfasilitasi pembuatan perangkat. Perangkat pemancar cahaya LED tipikal perlu menyiapkan lapisan epitaksial GaAs pada substrat silikon; lapisan epitaksial SiC ditumbuhkan pada substrat SiC konduktif untuk pembuatan perangkat seperti SBD, MOSFET, dll., untuk aplikasi tegangan tinggi, arus tinggi, dan daya lainnya; lapisan epitaksial GaN dibangun pada substrat SiC semi-isolasi untuk selanjutnya membangun HEMT dan perangkat lain untuk aplikasi RF seperti komunikasi. Proses ini tidak terlepas dari peralatan CVD.
Dalam peralatan CVD, substrat tidak dapat langsung diletakkan di atas logam atau hanya diletakkan di atas alas untuk deposisi epitaksial, karena melibatkan aliran gas (horizontal, vertikal), suhu, tekanan, fiksasi, pelepasan polutan, dan faktor-faktor pengaruh lainnya. Oleh karena itu, perlu menggunakan alas, kemudian meletakkan substrat di atas cakram, dan kemudian menggunakan teknologi CVD untuk deposisi epitaksial pada substrat, yaitu alas grafit berlapis SiC (juga dikenal sebagai tray).
Basis grafit berlapis SiC umumnya digunakan untuk menopang dan memanaskan substrat kristal tunggal dalam peralatan pengendapan uap kimia metal-organik (MOCVD). Stabilitas termal, keseragaman termal, dan parameter kinerja lainnya dari basis grafit berlapis SiC memainkan peran penting dalam kualitas pertumbuhan material epitaksial, sehingga merupakan komponen kunci inti dari peralatan MOCVD.
Deposisi uap kimia metal-organik (MOCVD) adalah teknologi utama untuk pertumbuhan epitaksial film GaN pada LED biru. Teknologi ini memiliki keunggulan pengoperasian yang sederhana, laju pertumbuhan yang dapat dikontrol, dan kemurnian film GaN yang tinggi. Sebagai komponen penting dalam ruang reaksi peralatan MOCVD, alas penopang yang digunakan untuk pertumbuhan epitaksial film GaN perlu memiliki keunggulan ketahanan suhu tinggi, konduktivitas termal yang seragam, stabilitas kimia yang baik, ketahanan terhadap guncangan termal yang kuat, dll. Material grafit dapat memenuhi kondisi tersebut.
Sebagai salah satu komponen inti peralatan MOCVD, basis grafit adalah pembawa dan badan pemanas substrat, yang secara langsung menentukan keseragaman dan kemurnian material film, sehingga kualitasnya secara langsung memengaruhi pembuatan lembaran epitaksial, dan pada saat yang sama, dengan meningkatnya jumlah penggunaan dan perubahan kondisi kerja, sangat mudah aus, sehingga termasuk dalam kategori bahan habis pakai.
Meskipun grafit memiliki konduktivitas termal dan stabilitas yang sangat baik, sehingga memiliki keunggulan sebagai komponen dasar peralatan MOCVD, namun dalam proses produksi, grafit akan menyebabkan korosi pada serbuk karena residu gas korosif dan senyawa organik logam, dan masa pakai komponen dasar grafit akan sangat berkurang. Pada saat yang sama, serbuk grafit yang berjatuhan akan menyebabkan polusi pada chip.
Munculnya teknologi pelapisan dapat memberikan fiksasi serbuk permukaan, meningkatkan konduktivitas termal, dan menyeimbangkan distribusi panas, yang telah menjadi teknologi utama untuk memecahkan masalah ini. Dalam lingkungan penggunaan peralatan MOCVD berbasis grafit, pelapisan permukaan berbasis grafit harus memenuhi karakteristik berikut:
(1) Basis grafit dapat terbungkus sepenuhnya, dan kepadatannya baik, jika tidak, basis grafit mudah terkorosi dalam gas korosif.
(2) Kekuatan kombinasi dengan basis grafit tinggi untuk memastikan lapisan tidak mudah terlepas setelah beberapa siklus suhu tinggi dan suhu rendah.
(3) Memiliki stabilitas kimia yang baik untuk menghindari kegagalan lapisan pada suhu tinggi dan atmosfer korosif.
SiC memiliki keunggulan ketahanan korosi, konduktivitas termal tinggi, ketahanan terhadap guncangan termal, dan stabilitas kimia yang tinggi, serta dapat bekerja dengan baik dalam atmosfer epitaksial GaN. Selain itu, koefisien ekspansi termal SiC sangat sedikit berbeda dari grafit, sehingga SiC merupakan material pilihan untuk pelapisan permukaan berbasis grafit.
Saat ini, SiC yang umum digunakan terutama adalah tipe 3C, 4H, dan 6H, dan penggunaan SiC dari berbagai tipe kristal berbeda-beda. Misalnya, 4H-SiC dapat digunakan untuk memproduksi perangkat daya tinggi; 6H-SiC adalah yang paling stabil dan dapat digunakan untuk memproduksi perangkat fotolistrik; karena strukturnya yang mirip dengan GaN, 3C-SiC dapat digunakan untuk menghasilkan lapisan epitaksial GaN dan memproduksi perangkat RF SiC-GaN. 3C-SiC juga dikenal sebagai β-SiC, dan penggunaan penting β-SiC adalah sebagai bahan film dan pelapis, sehingga β-SiC saat ini merupakan bahan utama untuk pelapisan.
Waktu posting: 04-Agustus-2023