Fiantraikan'ny mari-pana samihafa amin'ny fitomboan'ny coating CVD SiC

Inona no atao hoe CVD SiC Coating?

Ny fametrahana etona simika (CVD) dia dingana fametrahana banga ampiasaina hamokarana akora mivaingana madio avo lenta. Matetika ampiasaina amin'ny sehatry ny famokarana semiconductor ity dingana ity mba hamoronana sarimihetsika manify eo amin'ny velaran'ny wafers. Mandritra ny fanomanana karbida silikônina amin'ny alàlan'ny CVD, dia ampiharina amin'ny precursors mihelina iray na maromaro ny substrate, izay mihetsika ara-simika eo amin'ny velaran'ny substrate mba hametrahana ny fametrahana karbida silikônina irina. Anisan'ireo fomba maro hanomanana ny akora karbida silikônina, ny vokatra voaomana amin'ny fametrahana etona simika dia manana fitoviana sy fahadiovana ambony kokoa, ary ity fomba ity dia manana fifehezana matanjaka ny dingana. Ny akora karbida silikônina CVD dia manana fitambarana miavaka amin'ny toetra mafana, elektrika ary simika tena tsara, ka mahatonga azy ireo ho tena mety ampiasaina amin'ny indostrian'ny semiconductor izay ilàna akora avo lenta. Ny singa karbida silikônina CVD dia ampiasaina betsaka amin'ny fitaovana fandrendrehana, fitaovana MOCVD, fitaovana epitaxial Si sy fitaovana epitaxial SiC, fitaovana fanodinana hafanana haingana ary sehatra hafa.

Ity lahatsoratra ity dia mifantoka amin'ny famakafakana ny kalitaon'ny sarimihetsika manify ambolena amin'ny mari-pana samihafa mandritra ny fanomanana ny...Fandrakofana CVD SiC, mba hisafidianana ny mari-pana mety indrindra amin'ny fizotran'ny asa. Ny andrana dia mampiasa grafita ho toy ny substrate ary trichloromethylsilane (MTS) ho toy ny entona loharanon'ny fihetsiketsehana. Ny coating SiC dia apetraka amin'ny alàlan'ny dingana CVD ambany tsindry, ary ny mikrômorfolojian'nyFandrakofana CVD SiCdia jerena amin'ny alalan'ny mikraoskaopy elektrôna scanning mba handinihana ny hakitroky ny firafiny.

Satria avo dia avo ny mari-pana ambonin'ny substrate grafita, dia hoesorina sy havoaka avy amin'ny velaran'ny substrate ny entona antonony, ary farany, ny C sy Si sisa tavela eo amin'ny velaran'ny substrate dia hamorona SiC dingana mivaingana mba hamorona coating SiC. Araka ny dingana fitomboan'ny CVD-SiC etsy ambony, dia hita fa hisy fiantraikany amin'ny fiparitahan'ny entona, ny fahapotehan'ny MTS, ny fiforonan'ny ranon-javatra ary ny fahapotehan'ny sy ny famoahana ny entona antonony ny mari-pana, ka ny mari-pana fametrahana dia hilalao anjara toerana lehibe amin'ny endriky ny coating SiC. Ny endriky ny coating mikroskopika no fanehoana mora azo indrindra ny hakitroky ny coating. Noho izany, ilaina ny mandinika ny fiantraikan'ny mari-pana fametrahana samihafa amin'ny endriky ny microscope amin'ny coating CVD SiC. Satria ny MTS dia afaka mihalefy sy mametraka ny coating SiC eo anelanelan'ny 900 ~ 1600 ℃, ity andrana ity dia mifantina mari-pana fametrahana dimy 900 ℃, 1000 ℃, 1100 ℃, 1200 ℃ ary 1300 ℃ ho an'ny fanomanana ny coating SiC mba handinihana ny fiantraikan'ny mari-pana amin'ny coating CVD-SiC. Aseho ao amin'ny Tabilao 3 ireo masontsivana manokana. Ny Sary 2 dia mampiseho ny morfolojia mikroskopika amin'ny coating CVD-SiC ambolena amin'ny mari-pana fametrahana samihafa.

Rehefa 900℃ ny mari-pana fametrahana, dia mitombo ho lasa endrika fibre ny SiC rehetra. Hita fa eo amin'ny 3.5μm eo ho eo ny savaivon'ny fibre tokana, ary eo amin'ny 3 (<10) eo ho eo ny tahan'ny lafiny ivelany. Ankoatra izany, dia ahitana poti-javatra nano-SiC tsy tambo isaina izy io, ka anisan'ny rafitra SiC polykristalinina, izay tsy mitovy amin'ny tariby nano SiC nentim-paharazana sy ny volombava SiC kristaly tokana. Ity SiC fibrous ity dia lesoka ara-drafitra vokatry ny masontsivana tsy mitombina. Hita fa somary malalaka ny rafitry ny sosona SiC, ary misy mason-koditra maro eo anelanelan'ny SiC fibrous, ary ambany dia ambany ny hakitroky. Noho izany, ity mari-pana ity dia tsy mety amin'ny fanomanana sosona SiC matevina. Matetika, ny lesoka ara-drafitra SiC fibrous dia vokatry ny mari-pana fametrahana ambany loatra. Amin'ny mari-pana ambany, ny molekiola kely miraikitra amin'ny velaran'ny substrate dia manana angovo ambany ary tsy dia mahay mifindrafindra toerana. Noho izany, ny molekiola kely dia mirona mifindrafindra toerana ary mitombo hatrany amin'ny angovo malalaka ambany indrindra amin'ny voam-bary SiC (toy ny tendron'ny voam-bary). Ny fitomboana mitohy amin'ny lafiny iray dia miteraka lesoka ara-drafitra SiC fibrous.

Fiomanana amin'ny CVD SiC Coating:

Voalohany, apetraka ao anaty lafaoro misy banga ny sosona grafita ary tehirizina amin'ny 1500℃ mandritra ny 1 ora ao anaty atmosfera Ar mba hanesorana ny lavenona. Avy eo dia tetehina ho sombin-javatra 15x15x5mm ny sombin-javatra grafita, ary polesina amin'ny taratasy fasika 1200-mesh ny velaran'ny sombin-javatra grafita mba hanesorana ireo mason-koditra izay misy fiantraikany amin'ny fametrahana ny SiC. Sasana amin'ny etanôla tsy misy rano sy rano voadio ny sombin-javatra grafita voatsabo, ary avy eo apetraka ao anaty lafaoro amin'ny 100℃ mba ho maina. Farany, apetraka ao amin'ny faritra mafana indrindra amin'ny lafaoro fantsona ny sosona grafita mba hametrahana ny SiC. Aseho amin'ny Sary 1 ny kisarisary skematika momba ny rafitra fametrahana etona simika.

nyFandrakofana CVD SiCNojerena tamin'ny alalan'ny mikroskopia elektrôna mba handinihana ny haben'ny poti-javatra sy ny hakitroky ny poti-javatra. Ankoatra izany, ny tahan'ny fametrahana ny sosona SiC dia nokajiana araka ny raikipohy etsy ambany: VSiC=(m2-m1)/(Sxt)x100% VSiC = tahan'ny fametrahana; m2–lanjan'ny santionan'ny fandrakofana (mg); m1–lanjan'ny substrate (mg); Velaran-tany S amin'ny substrate (mm2); t-ny fotoana fametrahana (h).   Somary sarotra ny CVD-SiC, ary azo fintinina toy izao ny dingana: amin'ny mari-pana avo, ny MTS dia handalo fahapotehana ara-thermal mba hamorona molekiola kely loharanon'ny karbônina sy silikônina. Ny molekiola kely loharanon'ny karbônina dia ahitana indrindra ny CH3, C2H2 ary C2H4, ary ny molekiola kely loharanon'ny silikônina dia ahitana indrindra ny SiCI2, SiCI3, sns.; ireo molekiola kely loharanon'ny karbônina sy silikônina ireo dia hoentina eny ambonin'ny substrate grafita amin'ny alalan'ny entona mpitatitra sy ny entona mpandrendrika, ary avy eo ireo molekiola kely ireo dia ho voatsindrona eo ambonin'ny substrate amin'ny endrika adsorption, ary avy eo dia hisy fihetseham-po simika eo anelanelan'ny molekiola kely mba hamorona ranon-javatra kely izay mitombo tsikelikely, ary hitambatra ihany koa ireo ranon-javatra, ary ny fihetseham-po dia hiaraka amin'ny fiforonan'ny vokatra antonony (gaz HCl); Rehefa miakatra hatramin'ny 1000 ℃ ny mari-pana, dia mihatsara be ny hakitroky ny sosona SiC. Hita fa ny ankamaroan'ny sosona dia voaforon'ny voam-bary SiC (eo amin'ny 4μm eo ho eo ny habeny), saingy misy lesoka SiC fibrous ihany koa hita, izay mampiseho fa mbola misy fitomboan'ny SiC amin'io mari-pana io, ary mbola tsy ampy ny hateviny. Rehefa miakatra hatramin'ny 1100 ℃ ny mari-pana, dia hita fa matevina be ny sosona SiC, ary nanjavona tanteraka ny lesoka SiC fibrous. Ny sosona dia voaforon'ny poti-javatra SiC miendrika rano mitete izay manana savaivony eo amin'ny 5~10μm eo ho eo, izay mifamatotra mafy. Marokoroko be ny velaran'ny poti-javatra. Voaforon'ny voam-bary SiC tsy tambo isaina amin'ny ambaratonga nano izy io. Raha ny marina, ny fizotran'ny fitomboan'ny CVD-SiC amin'ny 1100 ℃ dia voafehy amin'ny famindrana lanja. Ireo molekiola kely miraikitra amin'ny velaran'ny substrate dia manana angovo sy fotoana ampy hiforonan'ny nokleary sy hitombo ho voam-bary SiC. Ny voam-bary SiC dia mamorona rano mitete lehibe mitovy. Eo ambanin'ny fiasan'ny angovo ambonin'ny tany, ny ankamaroan'ny ranon-javatra dia toa boribory, ary mifamatotra mafy ireo ranon-javatra mba hamorona sosona SiC matevina. Rehefa miakatra hatramin'ny 1200℃ ny mari-pana, dia matevina ihany koa ny sosona SiC, saingy lasa mikitoantoana ny endriky ny SiC ary toa henjana kokoa ny velaran'ny sosona. Rehefa miakatra hatramin'ny 1300℃ ny mari-pana, dia hita eo amin'ny velaran'ny substrate grafita ny poti-javatra boribory maro be mirefy 3μm eo ho eo. Izany dia satria amin'io mari-pana io, dia niova ho nucleation gase ny SiC, ary haingana dia haingana ny tahan'ny fahapotehan'ny MTS. Nihetsika sy niraikitra ny molekiola kely mba hamorona poti-javatra SiC alohan'ny hidirany eo amin'ny velaran'ny substrate. Rehefa avy mamorona poti-javatra boribory ny poti-javatra, dia hilatsaka any ambany izy ireo, ka hiteraka sosona poti-javatra SiC malalaka tsy dia matevina loatra. Mazava ho azy fa tsy azo ampiasaina ho mari-pana fananganana sosona SiC matevina ny 1300℃. Ny fampitahana feno dia mampiseho fa raha te-hanomana sosona SiC matevina, ny mari-pana fametrahana CVD tsara indrindra dia 1100℃.

Ny Sary 3 dia mampiseho ny tahan'ny fametrahana ny sosona CVD SiC amin'ny mari-pana fametrahana samihafa. Rehefa mitombo ny mari-pana fametrahana, dia mihena tsikelikely ny tahan'ny fametrahana ny sosona SiC. Ny tahan'ny fametrahana amin'ny 900°C dia 0.352 mg·h-1/mm2, ary ny fitomboan'ny fibre amin'ny lafiny iray no mitarika ny tahan'ny fametrahana haingana indrindra. Ny tahan'ny fametrahana ny sosona manana hakitroky ambony indrindra dia 0.179 mg·h-1/mm2. Noho ny fametrahana ny poti-javatra SiC sasany, ny tahan'ny fametrahana amin'ny 1300°C no ambany indrindra, 0.027 mg·h-1/mm2 ihany.   Fehiny: Ny mari-pana tsara indrindra amin'ny fametrahana CVD dia 1100℃. Ny mari-pana ambany dia mampiroborobo ny fitomboan'ny SiC, raha ny mari-pana ambony kosa dia mahatonga ny SiC hamokatra fametrahana etona ary hiteraka sosona manify. Miaraka amin'ny fitomboan'ny mari-pana fametrahana, ny tahan'ny fametrahana nyFandrakofana CVD SiCmihena tsikelikely.