Grafitne podlage s prevleko SiC se pogosto uporabljajo za podporo in segrevanje monokristalnih substratov v opremi za kemično nanašanje iz kovinsko-organskih par (MOCVD). Termična stabilnost, toplotna enakomernost in drugi parametri delovanja grafitne podlage s prevleko SiC igrajo odločilno vlogo pri kakovosti epitaksialne rasti materiala, zato je to ključna komponenta opreme MOCVD.
Med postopkom izdelave rezin se na nekaterih substratih rezin dodatno konstruirajo epitaksialne plasti, da se olajša izdelava naprav. Tipične LED svetleče naprave morajo pripraviti epitaksialne plasti GaAs na silicijevih substratih; epitaksialna plast SiC se goji na prevodnem substratu SiC za izdelavo naprav, kot so SBD, MOSFET itd., za visokonapetostne, visokotokovne in druge energetske aplikacije; epitaksialna plast GaN se konstruira na polizoliranem substratu SiC za nadaljnjo izdelavo HEMT in drugih naprav za RF aplikacije, kot je komunikacija. Ta postopek je neločljiv od CVD opreme.
V CVD opremi substrata ni mogoče namestiti neposredno na kovino ali preprosto na podlago za epitaksialno nanašanje, ker so vključeni vplivi pretoka plina (vodoravni, navpični), temperature, tlaka, fiksacije, izločanja onesnaževal in drugih vidikov. Zato je treba najprej uporabiti podlago, nato namestiti substrat na disk in nato s CVD tehnologijo epitaksialno nanašati na podlago, ki je grafitna podlaga s prevleko SiC (znana tudi kot pladenj).
Grafitne podlage s prevleko SiC se pogosto uporabljajo za podporo in segrevanje monokristalnih substratov v opremi za kemično nanašanje iz kovinsko-organskih par (MOCVD). Termična stabilnost, toplotna enakomernost in drugi parametri delovanja grafitne podlage s prevleko SiC igrajo odločilno vlogo pri kakovosti epitaksialne rasti materiala, zato je to ključna komponenta opreme MOCVD.
Kovinsko-organsko kemično nanašanje s paro (MOCVD) je glavna tehnologija za epitaksialno rast GaN filmov v modrih LED diodah. Ima prednosti enostavnega delovanja, nadzorovane hitrosti rasti in visoke čistosti GaN filmov. Kot pomembna komponenta v reakcijski komori MOCVD opreme mora imeti nosilna osnova, ki se uporablja za epitaksialno rast GaN filmov, prednosti visoke temperaturne odpornosti, enakomerne toplotne prevodnosti, dobre kemične stabilnosti, močne odpornosti na toplotne udarce itd. Grafit lahko izpolnjuje zgornje pogoje.
Grafitna osnova je ena od osrednjih komponent opreme MOCVD, nosilec in grelno telo substrata, ki neposredno določa enakomernost in čistost filmskega materiala, zato njena kakovost neposredno vpliva na pripravo epitaksialne plošče, hkrati pa se s povečanjem števila uporab in spremembo delovnih pogojev zelo enostavno obrabi in spada med potrošne materiale.
Čeprav ima grafit odlično toplotno prevodnost in stabilnost, ima dobro prednost kot osnovna komponenta opreme MOCVD, vendar bo grafit med proizvodnim procesom zaradi ostankov korozivnih plinov in kovinskih organskih snovi korodiral prah, kar bo močno skrajšalo življenjsko dobo grafitne podlage. Hkrati bo padajoči grafitni prah onesnažil odrezek.
Pojav tehnologije premazov lahko zagotovi fiksacijo površinskega prahu, izboljša toplotno prevodnost in izenači porazdelitev toplote, kar je postala glavna tehnologija za rešitev tega problema. Grafitna osnova v okolju uporabe opreme MOCVD, površinski premaz na osnovi grafita mora imeti naslednje lastnosti:
(1) Grafitna osnova se lahko popolnoma ovije in ima dobro gostoto, sicer jo lahko v korozivnem plinu zlahka korodira.
(2) Kombinacijska trdnost z grafitno osnovo je visoka, da se premaz po več ciklih visoke in nizke temperature ne odlepi zlahka.
(3) Ima dobro kemijsko stabilnost, da se prepreči odpoved premaza pri visoki temperaturi in korozivnem okolju.
SiC ima prednosti odpornosti proti koroziji, visoke toplotne prevodnosti, odpornosti na toplotne šoke in visoke kemične stabilnosti ter lahko dobro deluje v epitaksialni atmosferi GaN. Poleg tega se koeficient toplotnega raztezanja SiC zelo malo razlikuje od koeficienta grafita, zato je SiC prednostni material za površinsko prevleko grafitne osnove.
Trenutno se uporablja predvsem SiC tipov 3C, 4H in 6H, uporaba SiC pa se razlikuje glede na vrsto kristala. Na primer, 4H-SiC se lahko uporablja za izdelavo visokozmogljivih naprav; 6H-SiC je najbolj stabilen in se lahko uporablja za izdelavo fotoelektričnih naprav; zaradi podobne strukture kot GaN se lahko 3C-SiC uporablja za izdelavo epitaksialne plasti GaN in za izdelavo SiC-GaN RF naprav. 3C-SiC je splošno znan tudi kot β-SiC, pomembna uporaba β-SiC pa je kot filmski in premazni material, zato je β-SiC trenutno glavni material za premaze.
Čas objave: 4. avg. 2023