SiC bilen örtülen grafit esaslary, metal-organik himiki bug çökündisi (MOCVD) enjamlarynda monokristal substratlary goldamak we gyzdyrmak üçin giňden ulanylýar. SiC bilen örtülen grafit esasynyň termal durnuklylygy, termal deňligi we beýleki iş görkezijileri epitaksial material ösüşiniň hilinde aýgytlaýjy rol oýnaýar, şonuň üçin ol MOCVD enjamlarynyň esasy esasy bölegi bolup durýar.
Plastinka öndürmek prosesinde, enjamlary öndürmegi ýeňilleşdirmek üçin käbir plastinka substratlarynda epitaksial gatlaklar has-da gurulýar. Adaty LED ýagtylyk çykarýan enjamlar kremniý substratlarynda GaAs epitaksial gatlaklaryny taýýarlamaly; SiC epitaksial gatlagy ýokary woltly, ýokary tokly we beýleki kuwwatly ulanylyşlar üçin SBD, MOSFET ýaly enjamlary gurmak üçin geçiriji SiC substratynda ösdürilip ýetişdirilýär; GaN epitaksial gatlagy HEMT we aragatnaşyk ýaly RF ulanylyşlary üçin beýleki enjamlary has-da gurmak üçin ýarym izolýasiýa edilen SiC substratynda gurulýar. Bu proses CVD enjamlary bilen aýrylmaz baglanyşyklydyr.
CVD enjamlarynda substraty gönüden-göni metalyň üstüne goýup bolmaýar ýa-da epitaksial çökündi üçin diňe esasa goýup bolmaýar, sebäbi ol gaz akymyny (gorizontal, dik), temperaturany, basyşy, fiksasiýany, hapa maddalaryň dökülmegini we täsir ediji faktorlaryň beýleki taraplaryny öz içine alýar. Şonuň üçin esas gerek bolýar, soňra substrat diskiň üstüne goýulýar, soňra epitaksial çökündi CVD tehnologiýasy arkaly substrata geçirilýär we bu esas SiC bilen örtülen grafit esasdyr (tagta diýlip hem atlandyrylýar).
SiC bilen örtülen grafit esaslary, metal-organik himiki bug çökündisi (MOCVD) enjamlarynda monokristal substratlary goldamak we gyzdyrmak üçin giňden ulanylýar. SiC bilen örtülen grafit esasynyň termal durnuklylygy, termal deňligi we beýleki iş görkezijileri epitaksial material ösüşiniň hilinde aýgytlaýjy rol oýnaýar, şonuň üçin ol MOCVD enjamlarynyň esasy esasy bölegi bolup durýar.
Metal-organik himiki bug çökündisi (MOCVD) gök LED-lerde GaN plýonkalarynyň epitaksial ösüşi üçin esasy tehnologiýadyr. Onuň ýönekeý işleýşi, gözegçilik edilýän ösüş tizligi we GaN plýonkalarynyň ýokary arassalygy ýaly artykmaçlyklary bar. MOCVD enjamlarynyň reaksiýa kamerasynda möhüm bölek hökmünde GaN plýonkasynyň epitaksial ösüşi üçin ulanylýan podşipnik binýady ýokary temperatura garşylygy, birmeňzeş ýylylyk geçirijiligi, gowy himiki durnuklylyk, güýçli ýylylyk şokuna garşylyk we ş.m. ýaly artykmaçlyklara eýe bolmaly. Grafit materialy ýokardaky şertlere laýyk gelip biler.
MOCVD enjamlarynyň esasy bölekleriniň biri hökmünde grafit esasy substratyň daşaýjysy we gyzdyryjy göwresi bolup, ol plýonka materialynyň birmeňzeşligini we arassalygyny gönüden-göni kesgitleýär, şonuň üçin onuň hili epitaksial listiň taýýarlanmagyna gönüden-göni täsir edýär we şol bir wagtyň özünde ulanylyşlaryň sanynyň artmagy we iş şertleriniň üýtgemegi bilen, ony geýmek örän aňsat, sarp edilýän materiallara degişlidir.
Grafit ajaýyp ýylylyk geçirijiligine we durnuklylygyna eýe bolsa-da, MOCVD enjamlarynyň esasy bölegi hökmünde gowy artykmaçlyga eýedir, ýöne önümçilik prosesinde grafit poroşok gazlarynyň we metal organiki maddalaryň galyndysy sebäpli poroşoky poslaýar we grafit esasynyň hyzmat möhleti ep-esli azalýar. Şol bir wagtyň özünde, grafit poroşogynyň düşmegi çipiň hapalanmagyna sebäp bolar.
Örtük tehnologiýasynyň peýda bolmagy ýüz poroşogynyň fiksasiýasyny üpjün edip, ýylylyk geçirijiligini ýokarlandyryp we ýylylyk paýlanyşyny deňleşdirip biler, bu bolsa bu meseläni çözmegiň esasy tehnologiýasyna öwrüldi. MOCVD enjamlarynyň ulanylýan gurşawynda grafit esasynyň ýüz örtügi aşakdaky häsiýetlere laýyk gelmelidir:
(1) Grafit esasyny doly örtüp bolýar we dykyzlygy gowy bolýar, ýogsam grafit esasyny aşyndyryjy gazda poslamak aňsat bolýar.
(2) Grafit esasy bilen utgaşykly berklik ýokary bolup, örtügiň birnäçe ýokary temperatura we pes temperatura sikllerinden soň aňsatlyk bilen düşmezligini üpjün edýär.
(3) Ýokary temperaturada we poslama atmosferada örtügiň zaýalanmagynyň öňüni almak üçin gowy himiki durnuklylyga eýedir.
SiC korroziýa garşylygy, ýokary ýylylyk geçirijiligi, ýylylyk şokuna garşylygy we ýokary himiki durnuklylyk ýaly artykmaçlyklara eýedir we GaN epitaksial atmosferada gowy işläp biler. Mundan başga-da, SiC-niň ýylylyk giňelme koeffisiýenti grafitden örän az tapawutlanýar, şonuň üçin SiC grafit esasynyň ýüz örtügi üçin iň gowy materialdyr.
Häzirki wagtda umumy SiC esasan 3C, 4H we 6H görnüşleridir we dürli kristal görnüşleriniň SiC ulanylyşy dürli-dürli. Mysal üçin, 4H-SiC ýokary kuwwatly enjamlary öndürip bilýär; 6H-SiC iň durnuklydyr we fotoelektrik enjamlary öndürip bilýär; GaN-a meňzeş gurluşy sebäpli, 3C-SiC GaN epitaksial gatlagyny öndürmek we SiC-GaN RF enjamlary öndürmek üçin ulanylyp bilner. 3C-SiC şeýle hem β-SiC diýlip atlandyrylýar we β-SiC-niň möhüm ulanylyşynyň biri plýonka we örtük materialy hökmünde ulanylmagydyr, şonuň üçin β-SiC häzirki wagtda örtük üçin esasy materialdyr.
Kremniý karbid örtügini taýýarlamak usuly
Häzirki wagtda SiC örtügini taýýarlamak usullary, esasan, gel-sol usuly, gömüliş usuly, çotka örtügi usuly, plazma püskürtme usuly, himiki gaz reaksiýasy usuly (CVR) we himiki bug çökündi usuly (CVD)-ni öz içine alýar.
Göçürmek usuly:
Bu usul ýokary temperaturaly gaty fazaly sinterlemegiň bir görnüşi bolup, esasan Si poroşogynyň we C poroşogynyň garyndysyny gömüji poroşok hökmünde ulanýar, grafit matrisa gömüji poroşoka ýerleşdirilýär we ýokary temperaturaly sinterleme inert gazda amala aşyrylýar we ahyrsoňy grafit matrisasynyň ýüzünde SiC örtügi alynýar. Bu proses ýönekeý we örtük bilen substratyň arasyndaky utgaşyk gowy, ýöne örtügiň galyňlyk ugry boýunça deňligi pes, bu bolsa has köp deşik döretmegi we oksidlenmäge garşylygyň pes bolmagyna getirýär.
Çotga bilen örtmek usuly:
Çotga bilen örtmek usuly, esasan, suwuk çig maly grafit matrisasynyň ýüzüne çotga bilen sürtmekden we soňra örtügi taýýarlamak üçin çig maly belli bir temperaturada guratmakdan ybaratdyr. Bu proses ýönekeý we bahasy pes, ýöne çotga bilen örtmek usuly bilen taýýarlanan örtük substrat bilen utgaşdyrylanda gowşak, örtügiň deňligi pes, örtük inçe we oksidlenme garşylygy pes, şonuň üçin oňa kömek etmek üçin başga usullar gerek.
Plazma püskürtme usuly:
Plazma püskürtmek usuly, esasan, grafit matrisasynyň ýüzüne plazma tabançasy bilen ereýän ýa-da ýarym ereýän çig mallary püskürtmekden, soňra gataplaşmakdan we birleşip örtük emele getirmekden ybaratdyr. Bu usul ulanmak üçin ýönekeý we deňeşdirme boýunça dykyz kremniý karbid örtügini taýýarlap bilýär, ýöne usul bilen taýýarlanan kremniý karbid örtügi köplenç gaty gowşak bolýar we oksidlenmäge gowşak garşylyga getirýär, şonuň üçin ol, adatça, örtügiň hilini ýokarlandyrmak üçin SiC kompozit örtügini taýýarlamak üçin ulanylýar.
Gel-sol usuly:
Gel-sol usuly, esasan, matrisanyň ýüzüni örtýän birmeňzeş we açyk sol erginini taýýarlamakdan, gele öwrülmekden we soňra örtük almak üçin sinterlemekden ybaratdyr. Bu usul ulanmak üçin ýönekeý we arzan, ýöne öndürilen örtükde pes termal şoka garşylyk we aňsat çatlama ýaly käbir kemçilikler bar, şonuň üçin ony giňden ulanyp bolmaýar.
Himiki gaz reaksiýasy (CVR):
CVR, esasan, ýokary temperaturada SiO bugyny döretmek üçin Si we SiO2 poroşogyny ulanmak arkaly SiC örtügini döredýär we C material substratynyň ýüzünde birnäçe himiki reaksiýalar bolup geçýär. Bu usul bilen taýýarlanan SiC örtügi substrata berk baglanyşykly, ýöne reaksiýanyň temperaturasy ýokary we bahasy ýokary.
Himiki bug çökündisi (HBÇ):
Häzirki wagtda, CVD substrat ýüzünde SiC örtügini taýýarlamak üçin esasy tehnologiýa bolup durýar. Esasy proses gaz fazaly reaksiýa materialynyň substrat ýüzünde birnäçe fiziki we himiki reaksiýalaryndan ybaratdyr we ahyrsoňy SiC örtügi substrat ýüzünde çökdürmek arkaly taýýarlanýar. CVD tehnologiýasy bilen taýýarlanan SiC örtügi substratyň ýüzüne berk birikdirilen, bu bolsa substrat materialynyň oksidlenme garşylygyny we ablatiw garşylygyny netijeli ýokarlandyryp biler, ýöne bu usulyň çökdürme wagty has uzak we reaksiýa gazynda belli bir zäherli gaz bar.
SiC örtülen grafit esasynyň bazardaky ýagdaýy
Daşary ýurt önüm öndürijileri ir başlanda, olar aýdyň öňdeligi we ýokary bazar paýyny eýelediler. Halkara derejesinde SiC örtülen grafit esasynyň esasy üpjün edijileri, esasan, halkara bazaryny eýeleýän Gollandiýanyň Xycard, Germaniýanyň SGL Carbon (SGL), Ýaponiýanyň Toyo Carbon, Birleşen Ştatlaryň MEMC we beýleki kompaniýalardyr. Hytaý grafit matrisasynyň ýüzünde SiC örtüginiň deň derejede ösdürilmeginiň esasy esasy tehnologiýasyny döwüp geçen hem bolsa, ýokary hilli grafit matrisasy henizem Germaniýanyň SGL, Ýaponiýanyň Toyo Carbon we beýleki kärhanalara daýanýar, ýerli kärhanalar tarapyndan üpjün edilýän grafit matrisasy ýylylyk geçirijiligi, elastiklik moduly, berk modul, tor kemçilikleri we beýleki hil meseleleri sebäpli hyzmat möhletine täsir edýär. MOCVD enjamlary SiC örtülen grafit esasyny ulanmagyň talaplaryna laýyk gelip bilmeýär.
Hytaýyň ýarymgeçiriji senagaty çalt depginde ösýär, MOCVD epitaksial enjamlarynyň ýerlileşdiriliş tizliginiň yzygiderli artmagy we beýleki proses ulanylyşlarynyň giňelmegi bilen, geljekki SiC örtülen grafit esasly önüm bazarynyň çalt depginde ösmegine garaşylýar. Senagatyň deslapky çaklamalaryna görä, içerki grafit esasly bazary indiki birnäçe ýylda 500 million ýuandan geçer.
SiC örtülen grafit binýady birleşme ýarymgeçiriji senagat enjamlarynyň esasy bölegi bolup, ony öndürmegiň we öndürmegiň esasy esasy tehnologiýasyny özleşdirmek, şeýle hem tutuş çig mal-işleýiş enjamlary senagat zynjyrynyň ýerlileşdirilmegini amala aşyrmak Hytaýyň ýarymgeçiriji senagatynyň ösüşini üpjün etmek üçin uly strategik ähmiýete eýedir. Ýerli SiC örtülen grafit binýadynyň pudagy gülläp ösýär we önümiň hili tiz wagtda halkara ösen derejesine ýetip biler.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 24-nji iýuly