Il-bażijiet tal-grafita miksija bis-SiC huma komunement użati biex jappoġġjaw u jsaħħnu sottostrati ta' kristall wieħed f'tagħmir ta' depożizzjoni kimika tal-fwar metall-organiku (MOCVD). L-istabbiltà termali, l-uniformità termali u parametri oħra tal-prestazzjoni tal-bażi tal-grafita miksija bis-SiC għandhom rwol deċiżiv fil-kwalità tat-tkabbir tal-materjal epitassjali, għalhekk hija l-komponent ewlieni tat-tagħmir MOCVD.
Fil-proċess tal-manifattura tal-wejfers, saffi epitassjali huma mibnija aktar fuq xi sottostrati tal-wejfers biex jiffaċilitaw il-manifattura ta' apparati. Apparati tipiċi li jarmu d-dawl LED jeħtieġu li jippreparaw saffi epitassjali ta' GaAs fuq sottostrati tas-silikon; Is-saff epitassjali tas-SiC jitkabbar fuq is-sottostrat konduttiv tas-SiC għall-kostruzzjoni ta' apparati bħal SBD, MOSFET, eċċ., għal vultaġġ għoli, kurrent għoli u applikazzjonijiet oħra ta' enerġija; Is-saff epitassjali tal-GaN huwa mibni fuq sottostrat semi-iżolat tas-SiC biex ikompli jinbena HEMT u apparati oħra għal applikazzjonijiet RF bħall-komunikazzjoni. Dan il-proċess huwa inseparabbli mit-tagħmir CVD.
Fit-tagħmir tas-CVD, is-sottostrat ma jistax jitqiegħed direttament fuq il-metall jew sempliċement jitqiegħed fuq bażi għad-depożizzjoni epitassjali, għax jinvolvi l-fluss tal-gass (orizzontali, vertikali), it-temperatura, il-pressjoni, l-iffissar, it-tneħħija ta' sustanzi li jniġġsu u aspetti oħra tal-fatturi ta' influwenza. Għalhekk, hija meħtieġa bażi, u mbagħad is-sottostrat jitqiegħed fuq id-diska, u mbagħad id-depożizzjoni epitassjali titwettaq fuq is-sottostrat bl-użu tat-teknoloġija tas-CVD, u din il-bażi hija l-bażi tal-grafita miksija bis-SiC (magħrufa wkoll bħala t-trej).
Il-bażijiet tal-grafita miksija bis-SiC huma komunement użati biex jappoġġjaw u jsaħħnu sottostrati ta' kristall wieħed f'tagħmir ta' depożizzjoni kimika tal-fwar metall-organiku (MOCVD). L-istabbiltà termali, l-uniformità termali u parametri oħra tal-prestazzjoni tal-bażi tal-grafita miksija bis-SiC għandhom rwol deċiżiv fil-kwalità tat-tkabbir tal-materjal epitassjali, għalhekk hija l-komponent ewlieni tat-tagħmir MOCVD.
Id-depożizzjoni kimika tal-fwar metall-organiku (MOCVD) hija t-teknoloġija ewlenija għat-tkabbir epitassjali tal-films GaN fl-LED blu. Għandha l-vantaġġi ta' tħaddim sempliċi, rata ta' tkabbir kontrollabbli u purità għolja tal-films GaN. Bħala komponent importanti fil-kamra tar-reazzjoni tat-tagħmir MOCVD, il-bażi tal-berings użata għat-tkabbir epitassjali tal-film GaN jeħtieġ li jkollha l-vantaġġi ta' reżistenza għat-temperatura għolja, konduttività termali uniformi, stabbiltà kimika tajba, reżistenza qawwija għax-xokk termali, eċċ. Il-materjal tal-grafita jista' jissodisfa l-kundizzjonijiet ta' hawn fuq.
Bħala wieħed mill-komponenti ewlenin tat-tagħmir MOCVD, il-bażi tal-grafita hija t-trasportatur u l-korp tat-tisħin tas-sottostrat, li jiddetermina direttament l-uniformità u l-purità tal-materjal tal-film, għalhekk il-kwalità tagħha taffettwa direttament il-preparazzjoni tal-folja epitassjali, u fl-istess ħin, biż-żieda fin-numru ta' użi u l-bidla fil-kundizzjonijiet tax-xogħol, hija faċli ħafna li tilbes, li tappartjeni għall-konsumabbli.
Għalkemm il-grafita għandha konduttività termali u stabbiltà eċċellenti, għandha vantaġġ tajjeb bħala komponent bażi tat-tagħmir MOCVD, iżda fil-proċess tal-produzzjoni, il-grafita se tikkorrodi t-trab minħabba r-residwu ta' gassijiet korrużivi u organiċi metalliċi, u l-ħajja tas-servizz tal-bażi tal-grafita se titnaqqas ħafna. Fl-istess ħin, it-trab tal-grafita li jaqa' se jikkawża tniġġis fiċ-ċippa.
It-tfaċċar tat-teknoloġija tal-kisi jista' jipprovdi fissazzjoni tat-trab tal-wiċċ, itejjeb il-konduttività termali, u jġib id-distribuzzjoni tas-sħana ugwali, li saret it-teknoloġija ewlenija biex issolvi din il-problema. Bażi tal-grafita fl-ambjent tal-użu tat-tagħmir MOCVD, il-kisi tal-wiċċ b'bażi tal-grafita għandu jissodisfa l-karatteristiċi li ġejjin:
(1) Il-bażi tal-grafita tista' tiġi mgeżwra kompletament, u d-densità hija tajba, inkella l-bażi tal-grafita hija faċli biex tiġi msadda fil-gass korrużiv.
(2) Is-saħħa tal-kombinazzjoni mal-bażi tal-grafita hija għolja biex tiżgura li l-kisi ma jaqax faċilment wara diversi ċikli ta' temperatura għolja u temperatura baxxa.
(3) Għandu stabbiltà kimika tajba biex jevita li l-kisi jfalli f'temperatura għolja u f'atmosfera korrużiva.
Is-SiC għandu l-vantaġġi ta' reżistenza għall-korrużjoni, konduttività termali għolja, reżistenza għal xokk termali u stabbiltà kimika għolja, u jista' jaħdem tajjeb f'atmosfera epitassjali tal-GaN. Barra minn hekk, il-koeffiċjent ta' espansjoni termali tas-SiC ivarja ftit minn dak tal-grafita, għalhekk is-SiC huwa l-materjal preferut għall-kisi tal-wiċċ tal-bażi tal-grafita.
Fil-preżent, is-SiC komuni huwa prinċipalment tat-tip 3C, 4H u 6H, u l-użi tas-SiC ta' tipi differenti ta' kristalli huma differenti. Pereżempju, 4H-SiC jista' jimmanifattura apparati ta' qawwa għolja; 6H-SiC huwa l-aktar stabbli u jista' jimmanifattura apparati fotoelettriċi; Minħabba l-istruttura simili tiegħu għal GaN, 3C-SiC jista' jintuża biex jipproduċi saff epitassjali GaN u jimmanifattura apparati RF SiC-GaN. 3C-SiC huwa magħruf ukoll komunement bħala β-SiC, u użu importanti ta' β-SiC huwa bħala film u materjal ta' kisi, għalhekk β-SiC bħalissa huwa l-materjal ewlieni għall-kisi.
Metodu għall-preparazzjoni ta' kisi tal-karbur tas-silikon
Fil-preżent, il-metodi ta' preparazzjoni tal-kisi tas-SiC jinkludu prinċipalment il-metodu tal-ġel-sol, il-metodu tal-inkorporazzjoni, il-metodu tal-kisi bil-pinzell, il-metodu tal-isprejjar bil-plażma, il-metodu tar-reazzjoni kimika tal-gass (CVR) u l-metodu tad-depożizzjoni kimika tal-fwar (CVD).
Metodu ta' inkorporazzjoni:
Il-metodu huwa tip ta' sinterizzazzjoni f'fażi solida f'temperatura għolja, li prinċipalment juża t-taħlita ta' trab Si u trab C bħala t-trab tal-inkorporazzjoni, il-matriċi tal-grafita titqiegħed fit-trab tal-inkorporazzjoni, u s-sinterizzazzjoni f'temperatura għolja titwettaq f'gass inert, u finalment il-kisi SiC jinkiseb fuq il-wiċċ tal-matriċi tal-grafita. Il-proċess huwa sempliċi u l-kombinazzjoni bejn il-kisi u s-sottostrat hija tajba, iżda l-uniformità tal-kisi tul id-direzzjoni tal-ħxuna hija fqira, li huwa faċli biex tipproduċi aktar toqob u twassal għal reżistenza fqira għall-ossidazzjoni.
Metodu ta' kisi bil-pinzell:
Il-metodu tal-kisi bil-pinzell huwa prinċipalment li l-materja prima likwida tiġi applikata bil-pinzell fuq il-wiċċ tal-matriċi tal-grafita, u mbagħad il-materja prima tiġi ffurmata f'ċerta temperatura biex jiġi ppreparat il-kisi. Il-proċess huwa sempliċi u l-ispiża hija baxxa, iżda l-kisi ppreparat bil-metodu tal-kisi bil-pinzell huwa dgħajjef meta mqabbel mas-sottostrat, l-uniformità tal-kisi hija fqira, il-kisi huwa rqiq u r-reżistenza għall-ossidazzjoni hija baxxa, u huma meħtieġa metodi oħra biex jgħinuh.
Metodu ta' bexx bil-plażma:
Il-metodu tal-isprejjar bil-plażma huwa prinċipalment li materja prima mdewba jew semi-mdewba tiġi sprejjata fuq il-wiċċ tal-matriċi tal-grafita b'pistola tal-plażma, u mbagħad tissolidifika u tgħaqqad biex tifforma kisi. Il-metodu huwa sempliċi biex jitħaddem u jista' jipprepara kisi tas-silikon karbur relattivament dens, iżda l-kisi tas-silikon karbur ippreparat b'dan il-metodu ħafna drabi jkun dgħajjef wisq u jwassal għal reżistenza dgħajfa għall-ossidazzjoni, għalhekk ġeneralment jintuża għall-preparazzjoni ta' kisi kompost SiC biex tittejjeb il-kwalità tal-kisi.
Metodu tal-ġel-sol:
Il-metodu gel-sol huwa prinċipalment biex jipprepara soluzzjoni sol uniformi u trasparenti li tgħatti l-wiċċ tal-matriċi, tinxef f'ġel u mbagħad tissinterizza biex tikseb kisi. Dan il-metodu huwa sempliċi biex jitħaddem u bi prezz baxx, iżda l-kisi prodott għandu xi nuqqasijiet bħal reżistenza baxxa għax-xokk termali u qsim faċli, għalhekk ma jistax jintuża b'mod wiesa'.
Reazzjoni Kimika tal-Gass (CVR):
Is-CVR jiġġenera prinċipalment kisi tas-SiC billi juża trab tas-Si u tas-SiO2 biex jiġġenera fwar tas-SiO f'temperatura għolja, u serje ta' reazzjonijiet kimiċi jseħħu fuq il-wiċċ tas-sottostrat tal-materjal C. Il-kisi tas-SiC ippreparat b'dan il-metodu huwa marbut mill-qrib mas-sottostrat, iżda t-temperatura tar-reazzjoni hija ogħla u l-ispiża hija ogħla.
Depożizzjoni Kimika tal-Fwar (CVD):
Fil-preżent, is-CVD hija t-teknoloġija ewlenija għat-tħejjija ta' kisi tas-SiC fuq il-wiċċ tas-sottostrat. Il-proċess ewlieni huwa serje ta' reazzjonijiet fiżiċi u kimiċi ta' materjal reattiv fil-fażi tal-gass fuq il-wiċċ tas-sottostrat, u finalment il-kisi tas-SiC jiġi ppreparat permezz ta' depożizzjoni fuq il-wiċċ tas-sottostrat. Il-kisi tas-SiC ippreparat bit-teknoloġija CVD huwa marbut mill-qrib mal-wiċċ tas-sottostrat, li jista' jtejjeb b'mod effettiv ir-reżistenza għall-ossidazzjoni u r-reżistenza ablattiva tal-materjal tas-sottostrat, iżda l-ħin tad-depożizzjoni ta' dan il-metodu huwa itwal, u l-gass tar-reazzjoni għandu ċertu gass tossiku.
Is-sitwazzjoni tas-suq tal-bażi tal-grafita miksija bis-SiC
Meta l-manifatturi barranin bdew kmieni, kellhom vantaġġ ċar u sehem għoli fis-suq. Internazzjonalment, il-fornituri ewlenin tal-bażi tal-grafita miksija bis-SiC huma Xycard Olandiża, SGL Carbon (SGL) tal-Ġermanja, Toyo Carbon tal-Ġappun, MEMC tal-Istati Uniti u kumpaniji oħra, li bażikament jokkupaw is-suq internazzjonali. Għalkemm iċ-Ċina kisret it-teknoloġija ewlenija tat-tkabbir uniformi tal-kisi tas-SiC fuq il-wiċċ tal-matriċi tal-grafita, il-matriċi tal-grafita ta’ kwalità għolja għadha tiddependi fuq SGL Ġermaniża, Toyo Carbon tal-Ġappun u intrapriżi oħra, il-matriċi tal-grafita pprovduta minn intrapriżi domestiċi taffettwa l-ħajja tas-servizz minħabba l-konduttività termali, il-modulu elastiku, il-modulu riġidu, id-difetti tal-kannizzata u problemi oħra ta’ kwalità. It-tagħmir MOCVD ma jistax jissodisfa r-rekwiżiti tal-użu tal-bażi tal-grafita miksija bis-SiC.
L-industrija tas-semikondutturi taċ-Ċina qed tiżviluppa b'rata mgħaġġla, biż-żieda gradwali fir-rata ta' lokalizzazzjoni tat-tagħmir epitassjali MOCVD, u espansjoni ta' applikazzjonijiet oħra ta' proċessi, is-suq futur tal-prodott bażi tal-grafita miksija bis-SiC huwa mistenni li jikber b'rata mgħaġġla. Skont stimi preliminari tal-industrija, is-suq domestiku bażi tal-grafita se jaqbeż il-500 miljun wan fis-snin li ġejjin.
Il-bażi tal-grafita miksija bis-SiC hija l-komponent ewlieni tat-tagħmir tal-industrijalizzazzjoni tas-semikondutturi komposti, il-ħakma tat-teknoloġija ewlenija tal-produzzjoni u l-manifattura tagħha, u r-realizzazzjoni tal-lokalizzazzjoni tal-katina kollha tal-industrija tal-materja prima-proċess-tagħmir hija ta' sinifikat strateġiku kbir biex jiġi żgurat l-iżvilupp tal-industrija tas-semikondutturi taċ-Ċina. Il-qasam tal-bażi domestika tal-grafita miksija bis-SiC qed jiffjorixxi, u l-kwalità tal-prodott tista' tilħaq il-livell avvanzat internazzjonali dalwaqt.
Ħin tal-posta: 24 ta' Lulju 2023