Bases de grafite revestidas com SiC são comumente utilizadas para suportar e aquecer substratos monocristais em equipamentos de deposição química de vapor metal-orgânico (MOCVD). A estabilidade térmica, a uniformidade térmica e outros parâmetros de desempenho da base de grafite revestida com SiC desempenham um papel decisivo na qualidade do crescimento epitaxial do material, sendo, portanto, o principal componente do equipamento MOCVD.
No processo de fabricação de wafers, camadas epitaxiais são construídas em alguns substratos de wafer para facilitar a fabricação de dispositivos. Dispositivos emissores de luz LED típicos precisam preparar camadas epitaxiais de GaAs em substratos de silício; a camada epitaxial de SiC é cultivada no substrato de SiC condutor para a construção de dispositivos como SBD, MOSFET, etc., para aplicações de alta tensão, alta corrente e outras aplicações de energia; a camada epitaxial de GaN é construída em substrato de SiC semi-isolado para a construção de HEMT e outros dispositivos para aplicações de RF, como comunicação. Este processo é inseparável do equipamento CVD.
No equipamento CVD, o substrato não pode ser colocado diretamente sobre o metal ou simplesmente sobre uma base para deposição epitaxial, pois isso envolve o fluxo de gás (horizontal, vertical), temperatura, pressão, fixação, liberação de poluentes e outros fatores de influência. Portanto, é necessário utilizar uma base, posicionar o substrato sobre o disco e, em seguida, utilizar a tecnologia CVD para deposição epitaxial sobre o substrato, que é a base de grafite revestida de SiC (também conhecida como bandeja).
Bases de grafite revestidas com SiC são comumente utilizadas para suportar e aquecer substratos monocristais em equipamentos de deposição química de vapor metal-orgânico (MOCVD). A estabilidade térmica, a uniformidade térmica e outros parâmetros de desempenho da base de grafite revestida com SiC desempenham um papel decisivo na qualidade do crescimento epitaxial do material, sendo, portanto, o principal componente do equipamento MOCVD.
A deposição química de vapor metal-orgânico (MOCVD) é a principal tecnologia para o crescimento epitaxial de filmes de GaN em LED azul. Apresenta as vantagens de operação simples, taxa de crescimento controlável e alta pureza dos filmes de GaN. Como um componente importante na câmara de reação do equipamento MOCVD, a base de apoio utilizada para o crescimento epitaxial de filmes de GaN precisa apresentar as vantagens de alta resistência à temperatura, condutividade térmica uniforme, boa estabilidade química, forte resistência ao choque térmico, etc. O material de grafite pode atender às condições acima.
Como um dos principais componentes do equipamento MOCVD, a base de grafite é o transportador e o corpo de aquecimento do substrato, que determina diretamente a uniformidade e a pureza do material do filme, de modo que sua qualidade afeta diretamente a preparação da folha epitaxial e, ao mesmo tempo, com o aumento do número de usos e a mudança das condições de trabalho, é muito fácil de desgastar, pertencendo aos consumíveis.
Embora o grafite tenha excelente condutividade térmica e estabilidade, ele apresenta uma boa vantagem como componente base de equipamentos MOCVD. No entanto, durante o processo de produção, o grafite corroerá o pó devido aos resíduos de gases corrosivos e compostos orgânicos metálicos, reduzindo significativamente a vida útil da base de grafite. Ao mesmo tempo, a queda do pó de grafite poluirá o chip.
O surgimento da tecnologia de revestimento pode proporcionar fixação de pó na superfície, aumentar a condutividade térmica e equalizar a distribuição de calor, tornando-se a principal tecnologia para solucionar esse problema. No ambiente de uso de equipamentos MOCVD, o revestimento de superfície à base de grafite deve atender às seguintes características:
(1) A base de grafite pode ser totalmente envolvida e a densidade é boa, caso contrário, a base de grafite pode ser facilmente corroída pelo gás corrosivo.
(2) A resistência da combinação com a base de grafite é alta para garantir que o revestimento não caia facilmente após vários ciclos de alta e baixa temperatura.
(3) Possui boa estabilidade química para evitar falhas no revestimento em altas temperaturas e atmosferas corrosivas.
O SiC possui as vantagens de resistência à corrosão, alta condutividade térmica, resistência ao choque térmico e alta estabilidade química, além de apresentar excelente desempenho em atmosfera epitaxial de GaN. Além disso, o coeficiente de expansão térmica do SiC difere muito pouco do da grafite, tornando-o o material preferido para o revestimento superficial à base de grafite.
Atualmente, o SiC comum é principalmente dos tipos 3C, 4H e 6H, e os usos de SiC para diferentes tipos de cristais são diferentes. Por exemplo, o 4H-SiC pode fabricar dispositivos de alta potência; o 6H-SiC é o mais estável e pode fabricar dispositivos fotoelétricos; devido à sua estrutura semelhante ao GaN, o 3C-SiC pode ser usado para produzir camadas epitaxiais de GaN e fabricar dispositivos de RF SiC-GaN. O 3C-SiC também é comumente conhecido como β-SiC, e um uso importante do β-SiC é como filme e material de revestimento, portanto, o β-SiC é atualmente o principal material para revestimento.
Horário da publicação: 04/08/2023