Le basi in grafite rivestite in SiC sono comunemente utilizzate per supportare e riscaldare substrati monocristallini nelle apparecchiature per la deposizione chimica da vapore metallo-organica (MOCVD). La stabilità termica, l'uniformità termica e altri parametri prestazionali della base in grafite rivestita in SiC svolgono un ruolo decisivo nella qualità della crescita epitassiale del materiale, rappresentando quindi il componente chiave delle apparecchiature MOCVD.
Nel processo di produzione dei wafer, gli strati epitassiali vengono ulteriormente realizzati su alcuni substrati per facilitare la produzione dei dispositivi. I tipici dispositivi a emissione luminosa a LED richiedono la preparazione di strati epitassiali di GaAs su substrati di silicio; lo strato epitassiale di SiC viene fatto crescere sul substrato di SiC conduttivo per la costruzione di dispositivi come SBD, MOSFET, ecc., per applicazioni ad alta tensione, alta corrente e altre applicazioni di potenza; lo strato epitassiale di GaN viene realizzato su un substrato di SiC semiisolato per la costruzione di dispositivi HEMT e altri dispositivi per applicazioni RF come le comunicazioni. Questo processo è inseparabile dalle apparecchiature CVD.
Nelle apparecchiature CVD, il substrato non può essere posizionato direttamente sul metallo o semplicemente su una base per la deposizione epitassiale, poiché ciò comporta il flusso di gas (orizzontale, verticale), la temperatura, la pressione, la fissazione, la dispersione di inquinanti e altri fattori che influenzano la deposizione. Pertanto, è necessario utilizzare una base, posizionare il substrato sul disco e quindi utilizzare la tecnologia CVD per la deposizione epitassiale sul substrato, ovvero la base in grafite rivestita in SiC (nota anche come vassoio).
Le basi in grafite rivestite in SiC sono comunemente utilizzate per supportare e riscaldare substrati monocristallini nelle apparecchiature per la deposizione chimica da vapore metallo-organica (MOCVD). La stabilità termica, l'uniformità termica e altri parametri prestazionali della base in grafite rivestita in SiC svolgono un ruolo decisivo nella qualità della crescita epitassiale del materiale, rappresentando quindi il componente chiave delle apparecchiature MOCVD.
La deposizione chimica da vapore metallo-organica (MOCVD) è la tecnologia più diffusa per la crescita epitassiale di film di GaN in LED blu. Presenta i vantaggi di semplicità di funzionamento, velocità di crescita controllabile ed elevata purezza dei film di GaN. Come componente fondamentale della camera di reazione delle apparecchiature MOCVD, la base di appoggio utilizzata per la crescita epitassiale dei film di GaN deve presentare i vantaggi di resistenza alle alte temperature, conduttività termica uniforme, buona stabilità chimica, elevata resistenza agli shock termici, ecc. Il materiale in grafite può soddisfare i requisiti sopra indicati.
Essendo uno dei componenti principali delle apparecchiature MOCVD, la base di grafite è il supporto e il corpo riscaldante del substrato, che determina direttamente l'uniformità e la purezza del materiale del film, quindi la sua qualità influisce direttamente sulla preparazione del foglio epitassiale e, allo stesso tempo, con l'aumento del numero di utilizzi e il cambiamento delle condizioni di lavoro, è molto facile da usurare, appartenendo ai materiali di consumo.
Sebbene la grafite abbia un'eccellente conduttività termica e stabilità, offre un buon vantaggio come componente di base per le apparecchiature MOCVD, ma durante il processo produttivo, la grafite corrode la polvere a causa dei residui di gas corrosivi e composti organici metallici, riducendo notevolmente la durata della base di grafite. Allo stesso tempo, la polvere di grafite che cade può causare inquinamento del chip.
L'avvento della tecnologia di rivestimento può fornire un fissaggio superficiale della polvere, migliorare la conduttività termica e uniformare la distribuzione del calore, diventando la tecnologia principale per risolvere questo problema. Nell'ambiente di utilizzo delle apparecchiature MOCVD, il rivestimento superficiale a base di grafite deve soddisfare le seguenti caratteristiche:
(1) La base di grafite può essere completamente avvolta e la densità è buona, altrimenti la base di grafite è facile da corrodere nel gas corrosivo.
(2) La resistenza combinata con la base di grafite è elevata per garantire che il rivestimento non si stacchi facilmente dopo diversi cicli ad alta e bassa temperatura.
(3) Ha una buona stabilità chimica per evitare il cedimento del rivestimento in atmosfere ad alta temperatura e corrosive.
Il SiC offre i vantaggi di resistenza alla corrosione, elevata conduttività termica, resistenza agli shock termici ed elevata stabilità chimica, e può funzionare bene in atmosfera epitassiale di GaN. Inoltre, il coefficiente di dilatazione termica del SiC differisce molto poco da quello della grafite, quindi il SiC è il materiale preferito per il rivestimento superficiale di basi in grafite.
Attualmente, il SiC comune è principalmente di tipo 3C, 4H e 6H, e gli utilizzi del SiC nei diversi tipi di cristalli sono diversi. Ad esempio, il 4H-SiC può essere impiegato per la produzione di dispositivi ad alta potenza; il 6H-SiC è il più stabile e può essere impiegato per la produzione di dispositivi fotoelettrici; grazie alla sua struttura simile al GaN, il 3C-SiC può essere utilizzato per produrre strati epitassiali in GaN e dispositivi RF SiC-GaN. Il 3C-SiC è anche comunemente noto come β-SiC, e un importante utilizzo del β-SiC è come materiale per film e rivestimenti, pertanto il β-SiC è attualmente il principale materiale per i rivestimenti.
Data di pubblicazione: 04-08-2023