SiC pārklātas grafīta pamatnes parasti izmanto, lai atbalstītu un uzkarsētu monokristālu substrātus metālorganiskās ķīmiskās tvaiku uzklāšanas (MOCVD) iekārtās. SiC pārklātas grafīta pamatnes termiskajai stabilitātei, termiskajai vienmērībai un citiem veiktspējas parametriem ir izšķiroša nozīme epitaksiālā materiāla augšanas kvalitātē, tāpēc tā ir MOCVD iekārtu galvenā sastāvdaļa.
Plākšņu ražošanas procesā uz dažiem plākšņu substrātiem tiek veidoti epitaksiālie slāņi, lai atvieglotu ierīču ražošanu. Tipiskām LED gaismu emitējošām ierīcēm ir jāizveido GaAs epitaksiālie slāņi uz silīcija substrātiem; SiC epitaksiālais slānis tiek audzēts uz vadoša SiC substrāta, lai izveidotu tādas ierīces kā SBD, MOSFET u.c. augstsprieguma, lielas strāvas un citām jaudas lietojumprogrammām; GaN epitaksiālais slānis tiek veidots uz daļēji izolēta SiC substrāta, lai papildus konstruētu HEMT un citas ierīces RF lietojumprogrammām, piemēram, sakariem. Šis process ir neatdalāms no CVD iekārtām.
CVD iekārtās substrātu nevar novietot tieši uz metāla vai vienkārši novietot uz pamatnes epitaksiālai nogulsnēšanai, jo tas ietver gāzes plūsmu (horizontālu, vertikālu), temperatūru, spiedienu, fiksāciju, piesārņotāju izdalīšanos un citus ietekmes faktorus. Tāpēc ir nepieciešams izmantot pamatni, pēc tam substrātu novietot uz diska un pēc tam izmantot CVD tehnoloģiju epitaksiālai nogulsnēšanai uz substrāta, kas ir SiC pārklāta grafīta pamatne (saukta arī par paplāti).
SiC pārklātas grafīta pamatnes parasti izmanto, lai atbalstītu un uzkarsētu monokristālu substrātus metālorganiskās ķīmiskās tvaiku uzklāšanas (MOCVD) iekārtās. SiC pārklātas grafīta pamatnes termiskajai stabilitātei, termiskajai vienmērībai un citiem veiktspējas parametriem ir izšķiroša nozīme epitaksiālā materiāla augšanas kvalitātē, tāpēc tā ir MOCVD iekārtu galvenā sastāvdaļa.
Metālorganiskā ķīmiskā tvaiku uzklāšana (MOCVD) ir galvenā tehnoloģija GaN plēvju epitaksiālai audzēšanai zilās gaismas diodēs. Tai ir tādas priekšrocības kā vienkārša darbība, kontrolējams augšanas ātrums un augsta GaN plēvju tīrība. Kā svarīgai MOCVD iekārtu reakcijas kameras sastāvdaļai, GaN plēves epitaksiālajai audzēšanai izmantotajai gultņu pamatnei jābūt ar tādām priekšrocībām kā augsta temperatūras izturība, vienmērīga siltumvadītspēja, laba ķīmiskā stabilitāte, spēcīga termiskā trieciena izturība utt. Grafīta materiāls var atbilst iepriekš minētajiem nosacījumiem.
Kā viena no MOCVD iekārtu galvenajām sastāvdaļām, grafīta bāze ir substrāta nesējs un sildelements, kas tieši nosaka plēves materiāla vienmērīgumu un tīrību, tāpēc tās kvalitāte tieši ietekmē epitaksiālās loksnes sagatavošanu, un vienlaikus, palielinoties lietošanas reižu skaitam un mainoties darba apstākļiem, to ir ļoti viegli valkāt, piederot palīgmateriāliem.
Lai gan grafītam ir lieliska siltumvadītspēja un stabilitāte, tam ir labas priekšrocības kā MOCVD iekārtu pamatkomponentam, taču ražošanas procesā grafīts korozē pulveri korozīvu gāzu un metālu organisko savienojumu atlikumu dēļ, un grafīta pamatnes kalpošanas laiks ievērojami samazināsies. Tajā pašā laikā krītošais grafīta pulveris piesārņos mikroshēmu.
Pārklājuma tehnoloģijas parādīšanās var nodrošināt virsmas pulvera fiksāciju, uzlabot siltumvadītspēju un izlīdzināt siltuma sadali, kas ir kļuvusi par galveno tehnoloģiju šīs problēmas risināšanai. Grafīta bāzes pārklājumam MOCVD iekārtu lietošanas vidē jāatbilst šādām īpašībām:
(1) Grafīta pamatni var pilnībā iesaiņot, un blīvums ir labs, pretējā gadījumā grafīta pamatni ir viegli korodēt korozīvā gāzē.
(2) Grafīta pamatnes stiprība ir augsta, lai nodrošinātu, ka pārklājums pēc vairākiem augstas un zemas temperatūras cikliem nav viegli nokrīt.
(3) Tam ir laba ķīmiskā stabilitāte, lai izvairītos no pārklājuma bojājumiem augstā temperatūrā un kodīgā atmosfērā.
SiC priekšrocības ir izturība pret koroziju, augsta siltumvadītspēja, termiskā trieciena izturība un augsta ķīmiskā stabilitāte, un tas var labi darboties GaN epitaksiālajā atmosfērā. Turklāt SiC termiskās izplešanās koeficients ļoti maz atšķiras no grafīta termiskās izplešanās koeficienta, tāpēc SiC ir vēlamais materiāls grafīta bāzes virsmas pārklāšanai.
Pašlaik izplatītākais SiC galvenokārt ir 3C, 4H un 6H tipa, un dažādu kristālu veidu SiC izmantojums atšķiras. Piemēram, no 4H-SiC var ražot lielas jaudas ierīces; no 6H-SiC ir visstabilākais un var ražot fotoelektriskās ierīces; tā līdzīgās struktūras dēļ kā GaN, no 3C-SiC var izgatavot GaN epitaksiālo slāni un ražot SiC-GaN RF ierīces. 3C-SiC ir plaši pazīstams kā β-SiC, un svarīgs β-SiC pielietojums ir kā plēves un pārklājuma materiāls, tāpēc β-SiC pašlaik ir galvenais pārklājuma materiāls.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 4. augusts