Podstawy grafitowe pokryte SiC są powszechnie stosowane do podtrzymywania i ogrzewania monokrystalicznych podłoży w urządzeniach do osadzania chemicznego z fazy gazowej metaloorganicznej (MOCVD). Stabilność termiczna, jednorodność termiczna i inne parametry wydajności podstawy grafitowej pokrytej SiC odgrywają decydującą rolę w jakości wzrostu materiału epitaksjalnego, dlatego jest ona kluczowym elementem urządzeń MOCVD.
W procesie produkcji płytek, warstwy epitaksjalne są dalej konstruowane na niektórych podłożach płytek, aby ułatwić produkcję urządzeń. Typowe urządzenia emitujące światło LED muszą przygotować warstwy epitaksjalne GaAs na podłożach krzemowych; Warstwa epitaksjalna SiC jest hodowana na przewodzącym podłożu SiC w celu budowy urządzeń takich jak SBD, MOSFET itp. do zastosowań wysokiego napięcia, wysokiego prądu i innych zastosowań mocy; Warstwa epitaksjalna GaN jest konstruowana na półizolowanym podłożu SiC w celu dalszej budowy HEMT i innych urządzeń do zastosowań RF, takich jak komunikacja. Ten proces jest nierozerwalnie związany ze sprzętem CVD.
W sprzęcie CVD podłoże nie może być bezpośrednio umieszczone na metalu lub po prostu umieszczone na podstawie do epitaksjalnego osadzania, ponieważ obejmuje to przepływ gazu (poziomy, pionowy), temperaturę, ciśnienie, utrwalanie, usuwanie zanieczyszczeń i inne aspekty czynników wpływających. Dlatego konieczne jest użycie podstawy, a następnie umieszczenie podłoża na dysku, a następnie użycie technologii CVD do epitaksjalnego osadzania na podłożu, którym jest powlekana grafitowa podstawa SiC (znana również jako taca).
Podstawy grafitowe pokryte SiC są powszechnie stosowane do podtrzymywania i ogrzewania monokrystalicznych podłoży w urządzeniach do osadzania chemicznego z fazy gazowej metaloorganicznej (MOCVD). Stabilność termiczna, jednorodność termiczna i inne parametry wydajności podstawy grafitowej pokrytej SiC odgrywają decydującą rolę w jakości wzrostu materiału epitaksjalnego, dlatego jest ona kluczowym elementem urządzeń MOCVD.
Metalowo-organiczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej (MOCVD) jest główną technologią epitaksjalnego wzrostu warstw GaN w niebieskich diodach LED. Ma zalety prostej obsługi, kontrolowanej szybkości wzrostu i wysokiej czystości warstw GaN. Jako ważny element komory reakcyjnej sprzętu MOCVD, podstawa nośna używana do epitaksjalnego wzrostu warstw GaN musi mieć zalety wysokiej odporności na temperaturę, równomiernej przewodności cieplnej, dobrej stabilności chemicznej, silnej odporności na szok termiczny itp. Materiał grafitowy może spełniać powyższe warunki.
Jako jeden z podstawowych komponentów urządzeń MOCVD, baza grafitowa jest nośnikiem i elementem grzejnym podłoża, który bezpośrednio decyduje o jednorodności i czystości materiału filmowego, a zatem jej jakość bezpośrednio wpływa na przygotowanie warstwy epitaksjalnej. Jednocześnie, wraz ze wzrostem liczby zastosowań i zmianą warunków pracy, jest ona bardzo łatwa w zużyciu, należąc do materiałów eksploatacyjnych.
Chociaż grafit ma doskonałą przewodność cieplną i stabilność, ma dobrą zaletę jako podstawowy składnik sprzętu MOCVD, ale w procesie produkcyjnym grafit będzie korodował proszek z powodu pozostałości gazów korozyjnych i związków organicznych metali, a żywotność bazy grafitowej zostanie znacznie skrócona. Jednocześnie spadający proszek grafitowy spowoduje zanieczyszczenie chipa.
Pojawienie się technologii powłokowej może zapewnić utrwalanie proszku powierzchniowego, zwiększyć przewodnictwo cieplne i wyrównać rozkład ciepła, co stało się główną technologią rozwiązania tego problemu. Baza grafitowa w środowisku użytkowania sprzętu MOCVD, powłoka powierzchniowa bazy grafitowej powinna spełniać następujące cechy:
(1) Podstawę grafitową można całkowicie owinąć, a gęstość jest dobra, w przeciwnym razie podstawa grafitowa łatwo ulega korozji w gazie korozyjnym.
(2) Wytrzymałość połączenia z bazą grafitową jest wysoka, co zapewnia, że powłoka nie odpadnie łatwo po kilku cyklach wysokiej i niskiej temperatury.
(3) Posiada dobrą stabilność chemiczną, co zapobiega uszkodzeniu powłoki w wysokiej temperaturze i środowisku korozyjnym.
SiC ma zalety odporności na korozję, wysokiej przewodności cieplnej, odporności na szok termiczny i wysokiej stabilności chemicznej, a także może dobrze działać w epitaksjalnej atmosferze GaN. Ponadto współczynnik rozszerzalności cieplnej SiC różni się bardzo nieznacznie od współczynnika grafitu, więc SiC jest preferowanym materiałem do powlekania powierzchni bazy grafitowej.
Obecnie powszechnym SiC jest głównie typ 3C, 4H i 6H, a zastosowania SiC różnych typów kryształów są różne. Na przykład 4H-SiC może wytwarzać urządzenia o dużej mocy; 6H-SiC jest najbardziej stabilny i może wytwarzać urządzenia fotoelektryczne; Ze względu na podobną strukturę do GaN, 3C-SiC może być używany do wytwarzania warstwy epitaksjalnej GaN i wytwarzania urządzeń RF SiC-GaN. 3C-SiC jest powszechnie znany jako β-SiC, a ważnym zastosowaniem β-SiC jest jako materiał filmowy i powłokowy, więc β-SiC jest obecnie głównym materiałem do powlekania.
Czas publikacji: 04-08-2023