Bases graphitae SiC obductae vulgo adhibentur ad substrata monocrystallina sustentanda et calefacienda in apparatu depositionis vaporis chemici metallo-organici (MOCVD). Stabilitas thermalis, uniformitas thermalis, et alii parametri functionis basis graphitae SiC obductae partes decisivas agunt in qualitate accretionis materiae epitaxialis, itaque est pars principalis apparatus MOCVD.
In processu fabricationis crustularum, strata epitaxialia ulterius in quibusdam substratis crustularum construuntur ad fabricationem instrumentorum faciliorem reddendam. Typica instrumenta lucis emittentia LED strata epitaxialia GaAs in substratis silicii praeparare debent; stratum epitaxiale SiC in substrato SiC conductivo crescit ad constructionem instrumentorum sicut SBD, MOSFET, etc., ad altam tensionem, altam currentem et alias applicationes potentiae; stratum epitaxiale GaN in substrato SiC semi-insulato construitur ad ulterius construendum HEMT et alia instrumenta ad applicationes RF sicut communicationem. Hic processus ab apparatu CVD inseparabilis est.
In apparatu CVD, substratum non directe in metallo poni potest, nec simpliciter in basi ad depositionem epitaxialem collocari, quia fluxum gasis (horizontalem, verticalem), temperaturam, pressionem, fixationem, emissionem polluentium, aliasque rationes factorum influentium implicat. Quapropter basis necessaria est, deinde substratum in disco ponitur, et deinde depositio epitaxialis in substrato per technologiam CVD perficitur, et haec basis est basis graphita SiC obducta (etiam ferculum appellata).
Bases graphitae SiC obductae vulgo adhibentur ad substrata monocrystallina sustentanda et calefacienda in apparatu depositionis vaporis chemici metallo-organici (MOCVD). Stabilitas thermalis, uniformitas thermalis, et alii parametri functionis basis graphitae SiC obductae partes decisivas agunt in qualitate accretionis materiae epitaxialis, itaque est pars principalis apparatus MOCVD.
Depositio vaporis chemici metallo-organici (MOCVD) est technologia vulgaris ad accretionem epitaxialem pellicularum GaN in luminibus caeruleis LED. Commodis habet operationis simplicis, accretionis celeritatis moderatae, et puritatis magnae pellicularum GaN. Ut pars magni momenti in camera reactionis apparatus MOCVD, basis fulcri ad accretionem epitaxialem pellicularum GaN adhibita debet habere commoda resistentiae altae temperaturae, conductivitatis thermalis uniformis, bonae stabilitatis chemicae, resistentiae fortis ictui thermali, et cetera. Materia graphita his condicionibus satisfacere potest.
Basis graphita, ut unum ex principalibus componentibus apparatus MOCVD, est vector et corpus calefaciens substrati, quod directe uniformitatem et puritatem materiae pelliculae determinat, ita qualitas eius directe apparatum laminae epitaxialis afficit, et simul, cum incremento numeri usuum et mutatione condicionum laboris, facillime induitur, inter res consumibiles pertinens.
Quamquam graphitus optimam conductivitatem thermalem et stabilitatem habet, bonum commodum habet ut pars basis apparatuum MOCVD, sed in processu productionis, graphitus pulverem corrodet propter residua gasorum corrosivorum et materiarum organicarum metallicarum, et vita utilis basis graphiti valde minuetur. Simul, pulvis graphiti cadens pollutionem lamellae inferet.
Technologiae obductionis ortae fixationem pulveris superficialis praebere, conductivitatem thermalem augere, et distributionem caloris aequare possunt, quae technologia principalis ad hanc quaestionem solvendam facta est. Basis graphitae in ambitu usus apparatus MOCVD, obductio superficialis basis graphitae his notis satisfacere debet:
(1) Basis graphitae plene involvi potest, et densitas bona est, alioquin basis graphitae facile in gase corrosivo corroditur.
(2) Robur coniunctum cum basi graphita alta est ut obductio non facile excidat post plures cyclos temperaturae altae et temperaturae humilis.
(3) Bona stabilitas chemica habet ad vitandam defectum strati in alta temperatura et atmosphaera corrosiva.
SiC commoda habet resistentiae corrosionis, altae conductivitatis thermalis, resistentiae ictuum thermalium, et altae stabilitatis chemicae, et bene operari potest in atmosphaera epitaxiali GaN. Praeterea, coefficiens expansionis thermalis SiC parum differt a coefficiente graphiti, ita SiC est materia praeferenda ad superficiem basis graphiti tegendam.
In praesenti, SiC vulgare praecipue est typus 3C, 4H, et 6H, et usus SiC diversorum generum crystallorum differunt. Exempli gratia, 4H-SiC instrumenta magnae potentiae fabricare potest; 6H-SiC est stabilissimus et instrumenta photoelectrica fabricare potest; propter structuram similem GaN, 3C-SiC ad producendum stratum epitaxiale GaN et ad fabricanda instrumenta RF SiC-GaN adhiberi potest. 3C-SiC etiam vulgo β-SiC notum est, et usus magni momenti β-SiC est ut pellicula et materia obducens, ita β-SiC nunc est materia principalis ad obductionem.
Methodus ad tegumentum carburi silicii praeparandum
In praesenti, methodi praeparationis obductionis SiC praecipue includunt methodum gel-sol, methodum inclusionis, methodum obductionis penicillo, methodum pulverizationis plasmatis, methodum reactionis chemicae gasis (CVR), et methodum depositionis vaporis chemici (CVD).
Methodus insertionis:
Methodus est genus sinterationis phasis solidae altae temperaturae, quae praecipue mixturam pulveris Si et pulveris C ut pulverem inclusionis adhibet, matricem graphitam in pulvere inclusionis ponit, et sinteratio altae temperaturae in gas inerti perficitur, et denique stratum SiC in superficie matricis graphitae obtinetur. Processus simplex est et combinatio inter stratum et substratum bona est, sed uniformitas strati secundum directionem crassitudinis mala est, quod facile plura foramina producit et ad resistentiam oxidationis malam ducit.
Modus penicillo obducendi:
Methodus penicillo obductionis praecipue consistit in materia rudis liquida penicillo in superficie matricis graphitae applicanda, deinde materia rudis ad certam temperaturam curanda ad obductionem praeparandam. Processus simplex est et sumptus humilis, sed obductio penicillo obductionis praeparata imbecilla est in coniunctione cum substrato, uniformitas obductionis mala est, obductio tenuis est et resistentia oxidationis humilis est, et aliae methodi ad eam adiuvandam necessariae sunt.
Methodus pulveris plasmatis:
Methodus plasmatis pulverizationis praecipue consistit in materia rudis liquefacta vel semi-liquefacta in superficiem matricis graphitae cum tormento plasmatico pulverizanda, deinde solidificanda et cohaerentia ut stratum obductum formetur. Methodus facilis est ad usum et stratum carburi silicii relative densum praeparare potest, sed stratum carburi silicii hac methodo praeparatum saepe nimis debile est et ad resistentiam oxidationis imbecillam ducit, ita plerumque ad praeparationem strati compositi SiC adhibetur ut qualitas strati augeatur.
Methodus gel-sol:
Methodus gel-sol imprimis est praeparare solutionem solarem uniformem et pellucidam superficiem matricis tegentem, deinde in gel siccari, deinde sinterizare ut stratum obtineatur. Haec methodus facilis ad usum et vilis est, sed stratum productum nonnulla vitia habet, ut resistentia humilis ad ictus thermales et facilis fissura, itaque late adhiberi non potest.
Reactio Chemica Gasis (RCG):
CVR imprimis obductionem SiC generat utens pulvere Si et SiO2 ad vaporem SiO generandum alta temperatura, et series reactionum chemicarum in superficie substrati materiae C fit. Obductio SiC hac methodo parata arcte substrato adhaeret, sed temperatura reactionis altior est et sumptus altior.
Depositio Vaporis Chemici (DVC):
In praesenti, CVD (Depositionis Chromaticae Vaporis) est technologia principalis ad praeparandam obductionem SiC in superficie substrati. Processus principalis est series reactionum physicarum et chemicarum materiae reactantis phasis gasosae in superficie substrati, et denique obductio SiC praeparatur per depositionem in superficie substrati. Obductio SiC per technologiam CVD praeparata arcte ad superficiem substrati adhaeret, quod efficaciter resistentiam oxidationis et resistentiam ablativam materiae substrati augere potest, sed tempus depositionis huius methodi longius est, et gas reactionis certum gas toxicum habet.
Status mercatus basis graphitae SiC obductae
Cum fabri externi mature inceperunt, ductu claro et magna parte mercatus fruebantur. Internationaliter, praecipui praebitores basis graphitae SiC obductae sunt Xycard Batava, SGL Carbon (SGL) Germania, Toyo Carbon Iaponia, MEMC Civitatum Foederatarum, aliaeque societates, quae mercatum internationalem plerumque occupant. Quamquam Sinae technologiam fundamentalem, quae est uniformis accretionis SiC obductionis in superficie matricis graphitae, perruperunt, matrix graphitae altae qualitatis adhuc a SGL Germanica, Toyo Carbon Iaponia, aliisque societatibus nititur. Matrix graphitae a societatibus domesticis praebita, propter conductivitatem thermalem, modulum elasticitatis, modulum rigiditatis, vitia clathri, aliaque problemata qualitatis, vitam utilem afficit. Apparatus MOCVD requisitis usus basis graphitae SiC obductae satisfacere non potest.
Industria semiconductorum Sinarum celeriter crescit. Cum paulatim augeatur frequentia localizationis instrumentorum epitaxialium MOCVD, et expansio aliarum applicationum processuum, futurum mercatum productorum graphitarum SiC obductorum celeriter crescere expectatur. Secundum aestimationes industriae praeliminares, mercatus domesticus graphitarum quingentas miliones Yuan in proximis annis superabit.
Basis graphitae SiC obductae est pars principalis apparatuum industrializationis semiconductorum compositorum; dominatio technologiae principalis productionis et fabricationis eius, et localizatio totius catenae industriae materiae rudis-processuum-apparatuum perficiendae magni momenti strategici sunt ad progressionem industriae semiconductorum Sinarum confirmandam. Campus domesticae basis graphitae SiC obductae floret, et qualitas producti mox ad gradum provectum internationalem pervenire potest.
Tempus publicationis: XXIV Iulii MMXXIII