Bazele de grafit acoperite cu SiC sunt utilizate în mod obișnuit pentru a susține și încălzi substraturile monocristaline în echipamentele de depunere chimică în fază de vapori metalo-organică (MOCVD). Stabilitatea termică, uniformitatea termică și alți parametri de performanță ai bazei de grafit acoperite cu SiC joacă un rol decisiv în calitatea creșterii materialului epitaxial, fiind astfel componenta cheie a echipamentelor MOCVD.
În procesul de fabricare a napolitanelor, straturile epitaxiale sunt construite suplimentar pe unele substraturi de napolitane pentru a facilita fabricarea dispozitivelor. Dispozitivele tipice care emit lumină LED necesită pregătirea unor straturi epitaxiale de GaAs pe substraturi de siliciu; Stratul epitaxial de SiC este crescut pe substratul conductiv de SiC pentru construirea de dispozitive precum SBD, MOSFET etc., pentru aplicații de înaltă tensiune, curent ridicat și alte aplicații de putere; Stratul epitaxial de GaN este construit pe un substrat semiizolat de SiC pentru a construi în continuare HEMT și alte dispozitive pentru aplicații RF, cum ar fi comunicațiile. Acest proces este inseparabil de echipamentele CVD.
În echipamentul CVD, substratul nu poate fi plasat direct pe metal sau pur și simplu plasat pe o bază pentru depunere epitaxială, deoarece implică fluxul de gaz (orizontal, vertical), temperatura, presiunea, fixarea, eliberarea poluanților și alți factori de influență. Prin urmare, este necesar să se utilizeze o bază, apoi să se plaseze substratul pe disc și apoi să se utilizeze tehnologia CVD pentru depunerea epitaxială pe substrat, care este baza de grafit acoperită cu SiC (cunoscută și sub numele de tavă).
Bazele de grafit acoperite cu SiC sunt utilizate în mod obișnuit pentru a susține și încălzi substraturile monocristaline în echipamentele de depunere chimică în fază de vapori metalo-organică (MOCVD). Stabilitatea termică, uniformitatea termică și alți parametri de performanță ai bazei de grafit acoperite cu SiC joacă un rol decisiv în calitatea creșterii materialului epitaxial, fiind astfel componenta cheie a echipamentelor MOCVD.
Depunerea chimică de vapori metalo-organică (MOCVD) este tehnologia principală pentru creșterea epitaxială a peliculelor de GaN în LED-urile albastre. Aceasta prezintă avantajele funcționării simple, ale ratei de creștere controlabile și ale purității ridicate a peliculelor de GaN. Fiind o componentă importantă în camera de reacție a echipamentului MOCVD, baza rulmentului utilizată pentru creșterea epitaxială a peliculei de GaN trebuie să aibă avantajele rezistenței la temperaturi ridicate, conductivității termice uniforme, stabilității chimice bune, rezistenței puternice la șoc termic etc. Materialul de grafit poate îndeplini condițiile de mai sus.
Fiind una dintre componentele principale ale echipamentelor MOCVD, baza de grafit este purtătorul și corpul de încălzire al substratului, ceea ce determină direct uniformitatea și puritatea materialului pelicular, astfel încât calitatea sa afectează direct prepararea foii epitaxiale și, în același timp, odată cu creșterea numărului de utilizări și schimbarea condițiilor de lucru, este foarte ușor de purtat, aparținând consumabilelor.
Deși grafitul are o conductivitate termică și o stabilitate excelente, are un avantaj semnificativ ca și componentă de bază a echipamentelor MOCVD, însă în procesul de producție, grafitul va coroda pulberea din cauza reziduurilor de gaze corozive și substanțe organice metalice, iar durata de viață a bazei de grafit va fi redusă considerabil. În același timp, pulberea de grafit care cade va polua cipurile.
Apariția tehnologiei de acoperire poate asigura fixarea suprafeței pulberii, poate îmbunătăți conductivitatea termică și poate egaliza distribuția căldurii, devenind principala tehnologie pentru rezolvarea acestei probleme. În mediul de utilizare a echipamentelor MOCVD, acoperirea suprafeței cu bază de grafit trebuie să îndeplinească următoarele caracteristici:
(1) Baza de grafit poate fi complet învelită, iar densitatea este bună, altfel baza de grafit este ușor de corodat în gazul coroziv.
(2) Rezistența combinată cu baza de grafit este ridicată pentru a asigura că stratul de acoperire nu se desprinde ușor după mai multe cicluri la temperaturi ridicate și scăzute.
(3) Are o bună stabilitate chimică pentru a evita deteriorarea stratului de acoperire la temperaturi ridicate și în atmosferă corozivă.
SiC are avantajele rezistenței la coroziune, conductivității termice ridicate, rezistenței la șocuri termice și stabilității chimice ridicate și poate funcționa bine în atmosferă epitaxială de GaN. În plus, coeficientul de dilatare termică al SiC diferă foarte puțin de cel al grafitului, așa că SiC este materialul preferat pentru acoperirea suprafeței bazei de grafit.
În prezent, SiC-ul comun este în principal de tip 3C, 4H și 6H, iar utilizările SiC pentru diferite tipuri de cristale sunt diferite. De exemplu, 4H-SiC poate fi utilizat pentru fabricarea de dispozitive de mare putere; 6H-SiC este cel mai stabil și poate fi utilizat pentru fabricarea de dispozitive fotoelectrice; Datorită structurii sale similare cu GaN, 3C-SiC poate fi utilizat pentru a produce un strat epitaxial de GaN și pentru fabricarea de dispozitive RF SiC-GaN. 3C-SiC este cunoscut și sub denumirea de β-SiC, iar o utilizare importantă a β-SiC este ca film și material de acoperire, astfel încât β-SiC este în prezent principalul material pentru acoperire.
Data publicării: 04 august 2023