Halvlederdeler – SiC-belagt grafittbase

SiC-belagte grafittbaser brukes ofte til å støtte og varme opp enkeltkrystallsubstrater i metallorganisk kjemisk dampavsetningsutstyr (MOCVD). Termisk stabilitet, termisk ensartethet og andre ytelsesparametere til SiC-belagt grafittbase spiller en avgjørende rolle i kvaliteten på epitaksial materialvekst, så det er den viktigste nøkkelkomponenten i MOCVD-utstyr.

I prosessen med waferproduksjon konstrueres epitaksiale lag videre på noen wafersubstrater for å forenkle produksjonen av enheter. Typiske LED-lysutstrålende enheter må fremstille epitaksiale lag av GaAs på silisiumsubstrater; SiC-epitaksialet dyrkes på det ledende SiC-substratet for konstruksjon av enheter som SBD, MOSFET, etc., for høyspenning, høystrøm og andre kraftapplikasjoner; GaN-epitaksialet konstrueres på halvisolert SiC-substrat for videre konstruksjon av HEMT og andre enheter for RF-applikasjoner som kommunikasjon. Denne prosessen er uatskillelig fra CVD-utstyr.

I CVD-utstyr kan ikke substratet plasseres direkte på metallet eller bare plasseres på en base for epitaksial avsetning, fordi det involverer gasstrøm (horisontal, vertikal), temperatur, trykk, fiksering, avgivelse av forurensende stoffer og andre aspekter av påvirkningsfaktorer. Derfor er det nødvendig å bruke en base, og deretter plassere substratet på skiven, og deretter bruke CVD-teknologi for epitaksial avsetning på substratet, som er SiC-belagt grafittbase (også kjent som brettet).

SiC-belagte grafittbaser brukes ofte til å støtte og varme opp enkeltkrystallsubstrater i metallorganisk kjemisk dampavsetningsutstyr (MOCVD). Termisk stabilitet, termisk ensartethet og andre ytelsesparametere til SiC-belagt grafittbase spiller en avgjørende rolle i kvaliteten på epitaksial materialvekst, så det er den viktigste nøkkelkomponenten i MOCVD-utstyr.

Metallorganisk kjemisk dampavsetning (MOCVD) er den vanlige teknologien for epitaksial vekst av GaN-filmer i blå LED. Den har fordelene med enkel betjening, kontrollerbar veksthastighet og høy renhet av GaN-filmer. Som en viktig komponent i reaksjonskammeret til MOCVD-utstyr, må lagerbasen som brukes for epitaksial vekst av GaN-film ha fordelene med høy temperaturbestandighet, jevn varmeledningsevne, god kjemisk stabilitet, sterk varmesjokkmotstand, etc. Grafittmateriale kan oppfylle ovennevnte betingelser.

Som en av kjernekomponentene i MOCVD-utstyr er grafittbasen bærer- og varmelegemet til substratet, som direkte bestemmer ensartetheten og renheten til filmmaterialet. Kvaliteten påvirker derfor direkte fremstillingen av epitaksialplaten. Samtidig, med økningen i antall bruksområder og endringen av arbeidsforhold, er den svært lett å bruke og tilhører forbruksmaterialene.

Selv om grafitt har utmerket varmeledningsevne og stabilitet, har den en god fordel som en basiskomponent i MOCVD-utstyr, men i produksjonsprosessen vil grafitt korrodere pulveret på grunn av rester av korrosive gasser og metalliske organiske stoffer, og levetiden til grafittbasen vil bli kraftig redusert. Samtidig vil det fallende grafittpulveret forårsake forurensning av brikken.

Fremveksten av beleggteknologi kan gi fiksering av overflatepulver, forbedre varmeledningsevnen og utjevne varmefordelingen, noe som har blitt den viktigste teknologien for å løse dette problemet. Grafittbasert overflatebelegg i bruksmiljøet til MOCVD-utstyr bør oppfylle følgende egenskaper:

(1) Grafittbasen kan pakkes inn helt, og tettheten er god, ellers er grafittbasen lett å korrodere i den korrosive gassen.

(2) Kombinasjonsstyrken med grafittbasen er høy for å sikre at belegget ikke lett faller av etter flere sykluser med høy og lav temperatur.

(3) Den har god kjemisk stabilitet for å unngå beleggssvikt i høy temperatur og korrosiv atmosfære.

SiC har fordelene med korrosjonsbestandighet, høy termisk ledningsevne, termisk sjokkmotstand og høy kjemisk stabilitet, og kan fungere godt i GaN epitaksial atmosfære. I tillegg er den termiske ekspansjonskoeffisienten til SiC svært forskjellig fra grafitt, så SiC er det foretrukne materialet for overflatebelegg på grafittbasis.

For tiden er vanlig SiC hovedsakelig av typen 3C, 4H og 6H, og SiC-bruksområdene for forskjellige krystalltyper er forskjellige. For eksempel kan 4H-SiC produsere høyeffektsenheter; 6H-SiC er den mest stabile og kan produsere fotoelektriske enheter; På grunn av sin lignende struktur som GaN, kan 3C-SiC brukes til å produsere GaN epitaksiallag og produsere SiC-GaN RF-enheter. 3C-SiC er også kjent som β-SiC, og en viktig bruk av β-SiC er som film- og beleggmateriale, så β-SiC er for tiden hovedmaterialet for belegg.