Асосҳои графити бо пӯшонидашудаи SiC одатан барои дастгирӣ ва гарм кардани субстратҳои яккристаллӣ дар таҷҳизоти буғгузории кимиёвии металлӣ-органикӣ (MOCVD) истифода мешаванд. Устувории гармӣ, якрангии гармӣ ва дигар параметрҳои кори асоси графити бо пӯшонидашудаи SiC дар сифати афзоиши маводи эпитаксиалӣ нақши ҳалкунанда доранд, аз ин рӯ, он ҷузъи калидии асосии таҷҳизоти MOCVD мебошад.
Дар раванди истеҳсоли пластинаҳо, қабатҳои эпитаксиалӣ дар баъзе субстратҳои пластинаҳо минбаъд сохта мешаванд, то истеҳсоли дастгоҳҳоро осон кунанд. Дастгоҳҳои маъмулии рӯшноӣдиҳандаи LED бояд қабатҳои эпитаксиалии GaAs-ро дар субстратҳои кремний омода кунанд; Қабати эпитаксиалии SiC дар субстрати ноқилкунандаи SiC барои сохтани дастгоҳҳо ба монанди SBD, MOSFET ва ғайра барои шиддати баланд, ҷараёни баланд ва дигар барномаҳои барқӣ парвариш карда мешавад; Қабати эпитаксиалии GaN дар субстрати нимизолии SiC сохта мешавад, то HEMT ва дигар дастгоҳҳоро барои барномаҳои RF, ба монанди алоқа, минбаъд созад. Ин раванд аз таҷҳизоти CVD ҷудонашаванда аст.
Дар таҷҳизоти CVD, субстратро наметавон мустақиман ба рӯи металл ё танҳо ба пойгоҳ барои таҳшинкунии эпитаксиалӣ ҷойгир кард, зеро он ҷараёни газ (уфуқӣ, амудӣ), ҳарорат, фишор, фиксатсия, рехтани ифлоскунандаҳо ва дигар ҷанбаҳои омилҳои таъсиррасонро дар бар мегирад. Аз ин рӯ, пойгоҳ лозим аст ва сипас субстрат ба диск гузошта мешавад ва сипас таҳшинкунии эпитаксиалӣ дар зеризаминӣ бо истифода аз технологияи CVD анҷом дода мешавад ва ин пойгоҳ асоси графити бо пӯшонидашудаи SiC (инчунин бо номи табақча маълум аст) мебошад.
Асосҳои графити бо пӯшонидашудаи SiC одатан барои дастгирӣ ва гарм кардани субстратҳои яккристаллӣ дар таҷҳизоти буғгузории кимиёвии металлӣ-органикӣ (MOCVD) истифода мешаванд. Устувории гармӣ, якрангии гармӣ ва дигар параметрҳои кори асоси графити бо пӯшонидашудаи SiC дар сифати афзоиши маводи эпитаксиалӣ нақши ҳалкунанда доранд, аз ин рӯ, он ҷузъи калидии асосии таҷҳизоти MOCVD мебошад.
Чопкунии буғи кимиёвии металл-органикӣ (MOCVD) технологияи асосии парвариши эпитаксиалии плёнкаҳои GaN дар LED-и кабуд мебошад. Он бартариҳои кори содда, суръати афзоиши назоратшаванда ва тозагии баланди плёнкаҳои GaN-ро дорад. Ҳамчун як ҷузъи муҳим дар камераи реаксияи таҷҳизоти MOCVD, пойгоҳи подшипник, ки барои афзоиши эпитаксиалии плёнкаи GaN истифода мешавад, бояд бартариҳои муқовимати ҳарорати баланд, гузаронандагии гармии яксон, устувории хуби кимиёвӣ, муқовимати қавии зарбаи гармӣ ва ғайраро дошта бошад. Маводи графит метавонад ба шартҳои дар боло зикршуда ҷавобгӯ бошад.
Ҳамчун яке аз ҷузъҳои асосии таҷҳизоти MOCVD, пойгоҳи графитӣ интиқолдиҳанда ва бадани гармидиҳандаи субстрат аст, ки мустақиман якрангӣ ва покии маводи филмро муайян мекунад, аз ин рӯ сифати он мустақиман ба тайёр кардани варақаи эпитаксиалӣ таъсир мерасонад ва дар айни замон, бо афзоиши шумораи истифода ва тағирёбии шароити корӣ, пӯшидани он хеле осон аст, ки ба масолеҳи истеъмолӣ тааллуқ дорад.
Гарчанде ки графит дорои гузариши гармӣ ва устувории аъло мебошад, он ҳамчун ҷузъи асосии таҷҳизоти MOCVD бартарии хуб дорад, аммо дар раванди истеҳсолӣ, графит аз сабаби боқимондаҳои газҳои зангзананда ва моддаҳои органикии металлӣ хокаро занг мезанад ва мӯҳлати хизмати асоси графит ба таври назаррас коҳиш меёбад. Дар айни замон, афтидани хокаи графит боиси ифлосшавии чип мегардад.
Пайдоиши технологияи рӯйпӯшкунӣ метавонад фиксатсияи хокаи рӯизаминиро таъмин кунад, гузаронандагии гармиро беҳтар созад ва тақсимоти гармиро баробар кунад, ки технологияи асосии ҳалли ин мушкилот шудааст. Асоси графит дар муҳити истифодаи таҷҳизоти MOCVD, рӯйпӯши рӯизаминии асоси графит бояд ба хусусиятҳои зерин ҷавобгӯ бошад:
(1) Асоси графит метавонад пурра печонида шавад ва зичии он хуб аст, вагарна асоси графит дар гази зангзананда ба осонӣ занг мезанад.
(2) Қувваи якҷоя бо пойгоҳи графитӣ баланд аст, то пас аз якчанд давраҳои ҳарорати баланд ва паст, пӯшиш ба осонӣ аз байн наравад.
(3) Он дорои устувории хуби кимиёвӣ барои пешгирӣ аз вайроншавии рӯйпӯш дар ҳарорати баланд ва атмосфераи зангзананда мебошад.
SiC дорои бартариҳои муқовимат ба зангзанӣ, гузаронандагии баланди гармӣ, муқовимат ба зарбаи гармӣ ва устувории баланди кимиёвӣ буда, метавонад дар атмосфераи эпитаксиалии GaN хуб кор кунад. Илова бар ин, коэффитсиенти васеъшавии гармии SiC аз коэффитсиенти графит хеле кам фарқ мекунад, аз ин рӯ SiC маводи афзалиятнок барои пӯшонидани сатҳи асоси графит мебошад.
Дар айни замон, SiC-и маъмул асосан навъҳои 3C, 4H ва 6H мебошанд ва истифодаи SiC барои намудҳои гуногуни кристаллҳо гуногун аст. Масалан, 4H-SiC метавонад дастгоҳҳои баландқувват истеҳсол кунад; 6H-SiC устувортарин аст ва метавонад дастгоҳҳои фотоэлектрикӣ истеҳсол кунад; Аз сабаби сохтори монанд ба GaN, 3C-SiC метавонад барои истеҳсоли қабати эпитаксиалии GaN ва истеҳсоли дастгоҳҳои RF SiC-GaN истифода шавад. 3C-SiC инчунин маъмулан бо номи β-SiC маълум аст ва истифодаи муҳими β-SiC ҳамчун плёнка ва маводи пӯшиш аст, аз ин рӯ β-SiC айни замон маводи асосии пӯшиш мебошад.
Усули тайёр кардани рӯйпӯши карбидии кремний
Дар айни замон, усулҳои тайёр кардани пӯшиши SiC асосан усули гел-зол, усули ҷойгиркунӣ, усули пӯшонидани хасу, усули пошидани плазма, усули реаксияи гази кимиёвӣ (CVR) ва усули ҷойгиркунии буғи кимиёвӣ (CVD)-ро дар бар мегиранд.
Усули ҷойгиркунӣ:
Ин усул як навъи синтези фазаи сахти ҳарорати баланд аст, ки асосан омехтаи хокаи Si ва хокаи C-ро ҳамчун хокаи ҷойгиркунӣ истифода мебарад, матритсаи графит дар хокаи ҷойгиркунӣ ҷойгир карда мешавад ва синтези ҳарорати баланд дар гази инертӣ анҷом дода мешавад ва дар ниҳоят рӯйпӯши SiC дар сатҳи матритсаи графит ба даст оварда мешавад. Раванд содда аст ва омезиши байни рӯйпӯш ва субстрат хуб аст, аммо якрангии рӯйпӯш дар самти ғафсӣ суст аст, ки боиси пайдоиши сӯрохиҳои бештар ва ба муқовимати пасти оксидшавӣ мегардад.
Усули пӯшонидани хасу:
Усули пӯшонидани хасу асосан аз пӯшонидани ашёи хоми моеъ дар сатҳи матритсаи графит ва сипас хушк кардани ашёи хом дар ҳарорати муайян барои тайёр кардани пӯшиш иборат аст. Раванд содда ва хароҷот кам аст, аммо пӯшиши бо усули пӯшонидани хасу тайёршуда дар якҷоягӣ бо субстрат заиф аст, якрангии пӯшиш бад аст, пӯшиш тунук ва муқовимати оксидшавӣ паст аст ва барои кӯмак ба он усулҳои дигар лозиманд.
Усули пошидани плазма:
Усули пошидани плазма асосан аз пошидани ашёи хоми гудохташуда ё нимгудохташуда ба рӯи матритсаи графит бо таппончаи плазма иборат аст ва сипас сахт ва пайваст карда шуда, рӯйпӯшро ташкил медиҳад. Ин усул барои кор кардан содда аст ва метавонад рӯйпӯши нисбатан зичи карбиди кремнийро омода кунад, аммо рӯйпӯши карбиди кремний, ки бо ин усул омода карда мешавад, аксар вақт хеле заиф аст ва ба муқовимати заифи оксидшавӣ оварда мерасонад, аз ин рӯ, он одатан барои тайёр кардани рӯйпӯши композитии SiC барои беҳтар кардани сифати рӯйпӯш истифода мешавад.
Усули гел-сол:
Усули гел-зол асосан аз тайёр кардани маҳлули якхела ва шаффофи сол иборат аст, ки сатҳи матритсаро мепӯшонад, ба шакли гел хушк карда, сипас барои ба даст овардани рӯйпӯш пухта мешавад. Ин усул барои кор кардан содда ва арзиши кам дорад, аммо рӯйпӯши истеҳсолшуда баъзе камбудиҳо, аз қабили муқовимати пасти зарбаи гармӣ ва кафидани осон дорад, аз ин рӯ онро ба таври васеъ истифода бурдан мумкин нест.
Реаксияи гази кимиёвӣ (CVR):
CVR асосан бо истифода аз хокаи Si ва SiO2 барои тавлиди буғи SiO дар ҳарорати баланд рӯйпӯши SiC-ро ба вуҷуд меорад ва як қатор аксуламалҳои кимиёвӣ дар сатҳи зеризаминии маводи C ба амал меоянд. Рӯйпӯши SiC, ки бо ин усул омода карда шудааст, ба зеризаминӣ зич пайваст аст, аммо ҳарорати реаксия баландтар ва арзиши он баландтар аст.
Буғгузории кимиёвӣ (CVD):
Дар айни замон, CVD технологияи асосии тайёр кардани рӯйпӯши SiC дар сатҳи субстрат мебошад. Раванди асосӣ як силсила аксуламалҳои физикӣ ва химиявии маводи реактиви фазаи газӣ дар сатҳи субстрат мебошад ва дар ниҳоят рӯйпӯши SiC бо роҳи таҳшинкунӣ дар сатҳи субстрат омода карда мешавад. Рӯйпӯши SiC, ки бо технологияи CVD омода карда шудааст, ба сатҳи субстрат зич пайваст аст, ки метавонад муқовимати оксидшавӣ ва муқовимати аблятивии маводи субстратро самаранок беҳтар кунад, аммо вақти таҳшинкунии ин усул дарозтар аст ва гази реаксия дорои гази муайяни заҳролуд аст.
Вазъи бозори пойгоҳи графити бофташудаи SiC
Вақте ки истеҳсолкунандагони хориҷӣ корро барвақт оғоз карданд, онҳо пешсафии возеҳ ва саҳми баланди бозор доштанд. Дар сатҳи байналмилалӣ, таъминкунандагони асосии пойгоҳи графити бо пӯшонидашудаи SiC инҳоянд: Xycard-и Нидерландия, SGL Carbon Олмон (SGL), Toyo Carbon Ҷопон, MEMC-и Иёлоти Муттаҳида ва дигар ширкатҳо, ки асосан бозори байналмилалиро ишғол мекунанд. Гарчанде ки Чин аз технологияи асосии рушди якхелаи пӯшонидашудаи SiC дар сатҳи матритсаи графит гузаштааст, матритсаи графити босифат то ҳол ба SGL-и Олмон, Toyo Carbon Ҷопон ва дигар корхонаҳо такя мекунад, матритсаи графитие, ки аз ҷониби корхонаҳои ватанӣ пешниҳод карда мешавад, ба мӯҳлати хизмат аз сабаби гузаронандагии гармӣ, модули эластикӣ, модули сахт, нуқсонҳои шабака ва дигар мушкилоти сифат таъсир мерасонад. Таҷҳизоти MOCVD наметавонад ба талаботи истифодаи пойгоҳи графити бо пӯшонидашудаи SiC ҷавобгӯ бошад.
Саноати нимноқилҳои Чин босуръат рушд мекунад ва бо афзоиши тадриҷии суръати маҳаллисозии таҷҳизоти эпитаксиалии MOCVD ва густариши дигар татбиқоти равандҳо, интизор меравад, ки бозори ояндаи маҳсулоти графити бо пӯшонидашудаи SiC босуръат рушд кунад. Тибқи ҳисобҳои пешакии соҳа, бозори дохилии графит дар чанд соли оянда аз 500 миллион юан зиёд хоҳад шуд.
Асоси графити бо пӯшонидашудаи SiC ҷузъи асосии таҷҳизоти саноатикунонии нимноқилҳои мураккаб буда, аз худ кардани технологияи асосии истеҳсол ва истеҳсоли он ва амалӣ кардани маҳаллисозии тамоми занҷири саноатии ашёи хом-раванд-таҷҳизот барои таъмини рушди саноати нимноқилҳои Чин аҳамияти бузурги стратегӣ дорад. Соҳаи асоси графити бо пӯшонидашудаи SiC дар дохили кишвар рушд мекунад ва сифати маҳсулот метавонад ба зудӣ ба сатҳи пешрафтаи байналмилалӣ бирасад.
Вақти нашр: 24 июли соли 2023