SiC 코팅 흑연 기판은 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD) 장비에서 단결정 기판을 지지하고 가열하는 데 일반적으로 사용됩니다. SiC 코팅 흑연 기판의 열 안정성, 열 균일성 및 기타 성능 매개변수는 에피택셜 재료 성장 품질에 결정적인 역할을 하므로 MOCVD 장비의 핵심 구성 요소입니다.
웨이퍼 제조 공정에서 일부 웨이퍼 기판에는 소자 제조를 용이하게 하기 위해 에피택셜층이 추가로 형성됩니다. 일반적인 LED 발광 소자는 실리콘 기판 위에 GaAs 에피택셜층을 형성해야 합니다. SiC 에피택셜층은 전도성 SiC 기판 위에 성장되어 고전압, 고전류 및 기타 전력 응용 분야에 사용되는 SBD, MOSFET 등의 소자를 형성합니다. GaN 에피택셜층은 반절연 SiC 기판 위에 형성되어 통신과 같은 RF 응용 분야에 사용되는 HEMT 및 기타 소자를 형성합니다. 이 공정은 CVD 장비와 불가분의 관계에 있습니다.
CVD 장비에서는 기판을 금속 위에 직접 놓거나 에피택셜 증착을 위해 베이스 위에 간단히 놓을 수 없습니다. 이는 가스 흐름(수평, 수직), 온도, 압력, 고정, 오염 물질 제거 등 여러 가지 영향 요인이 작용하기 때문입니다. 따라서 베이스를 사용하고, 디스크 위에 기판을 놓은 후, CVD 기술을 사용하여 SiC 코팅 흑연 베이스(트레이라고도 함) 위에 에피택셜 증착을 해야 합니다.
SiC 코팅 흑연 기판은 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD) 장비에서 단결정 기판을 지지하고 가열하는 데 일반적으로 사용됩니다. SiC 코팅 흑연 기판의 열 안정성, 열 균일성 및 기타 성능 매개변수는 에피택셜 재료 성장 품질에 결정적인 역할을 하므로 MOCVD 장비의 핵심 구성 요소입니다.
금속-유기 화학 기상 증착(MOCVD)은 청색 LED에서 GaN 박막 에피택셜 성장을 위한 주요 기술입니다. MOCVD는 간단한 조작, 제어 가능한 성장 속도, 그리고 고순도 GaN 박막을 제조하는 장점을 가지고 있습니다. MOCVD 장비의 반응 챔버에서 중요한 구성 요소인 GaN 박막 에피택셜 성장에 사용되는 베어링 베이스는 고온 내성, 균일한 열전도도, 우수한 화학적 안정성, 강한 열충격 저항성 등의 장점을 가져야 합니다. 흑연 재료는 이러한 조건을 충족할 수 있습니다.
MOCVD 장비의 핵심 구성 요소 중 하나인 흑연 기판은 기판의 캐리어 및 발열체로, 박막 재료의 균일성과 순도를 직접 결정하므로 그 품질은 에피택셜 시트의 제조에 직접 영향을 미치며 동시에 사용 횟수가 증가하고 작업 조건이 변경됨에 따라 마모되기 쉬운 소모품에 속합니다.
흑연은 우수한 열전도도와 안정성을 가지고 있지만, MOCVD 장비의 기본 구성 요소로서 장점이 있습니다. 하지만 생산 과정에서 부식성 가스와 금속 유기물이 잔류하여 흑연 분말을 부식시키고, 흑연 기반 재료의 수명을 크게 단축시킵니다. 또한, 흑연 분말의 낙하로 인해 칩이 오염될 수 있습니다.
코팅 기술의 등장은 표면 분말 고정, 열전도도 향상, 열 분포 균일화를 가능하게 하며, 이는 이 문제를 해결하는 주요 기술로 자리 잡았습니다. MOCVD 장비 사용 환경에서 흑연 기반 표면 코팅은 다음과 같은 특성을 충족해야 합니다.
(1) 흑연기지는 충분히 감쌀 수 있고 밀도가 좋아야 하며 그렇지 않으면 부식성 가스에 의해 흑연기지가 부식되기 쉽습니다.
(2) 흑연기재와의 결합강도가 높아 고온, 저온 사이클을 여러번 반복하여도 코팅이 쉽게 벗겨지지 않습니다.
(3) 고온 및 부식성 분위기에서 코팅 파괴를 방지하기 위한 우수한 화학적 안정성을 가지고 있습니다.
SiC는 내식성, 높은 열전도도, 내열충격성, 그리고 높은 화학적 안정성이라는 장점을 가지고 있으며, GaN 에피택셜 분위기에서 잘 작동합니다. 또한, SiC의 열팽창 계수는 흑연과 거의 차이가 없으므로, 흑연 기반 표면 코팅에 적합한 소재입니다.
현재 널리 사용되는 SiC는 주로 3C, 4H, 6H형이며, 결정 유형에 따라 SiC의 용도는 서로 다릅니다. 예를 들어, 4H-SiC는 고전력 소자를 제작할 수 있고, 6H-SiC는 가장 안정적이며 광전 소자를 제작할 수 있습니다. 3C-SiC는 GaN과 구조가 유사하여 GaN 에피택셜층을 형성하고 SiC-GaN RF 소자를 제작하는 데 사용할 수 있습니다. 3C-SiC는 일반적으로 β-SiC라고도 하며, β-SiC의 주요 용도는 필름 및 코팅 재료이기 때문에 현재 β-SiC가 코팅의 주요 재료입니다.
게시 시간: 2023년 8월 4일