Ang mga SiC coated graphite base ay karaniwang ginagamit upang suportahan at painitin ang mga single crystal substrate sa metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) equipment. Ang thermal stability, thermal uniformity at iba pang mga parameter ng performance ng SiC coated graphite base ay may mahalagang papel sa kalidad ng epitaxial material growth, kaya ito ang pangunahing sangkap ng MOCVD equipment.
Sa proseso ng paggawa ng wafer, ang mga epitaxial layer ay karagdagang binubuo sa ilang wafer substrates upang mapadali ang paggawa ng mga device. Ang mga karaniwang LED light-emitting device ay kailangang maghanda ng mga epitaxial layer ng GaAs sa mga silicon substrates; Ang SiC epitaxial layer ay itinatanim sa conductive SiC substrate para sa paggawa ng mga device tulad ng SBD, MOSFET, atbp., para sa mataas na boltahe, mataas na kuryente at iba pang mga aplikasyon ng kuryente; Ang GaN epitaxial layer ay binubuo sa semi-insulated SiC substrate upang higit pang bumuo ng HEMT at iba pang mga device para sa mga aplikasyon ng RF tulad ng komunikasyon. Ang prosesong ito ay hindi mapaghihiwalay sa kagamitan ng CVD.
Sa kagamitang CVD, ang substrate ay hindi maaaring direktang ilagay sa metal o basta ilagay lamang sa isang base para sa epitaxial deposition, dahil kasama rito ang daloy ng gas (pahalang, patayo), temperatura, presyon, pag-aayos, pag-aalis ng mga pollutant at iba pang aspeto ng mga salik na nakakaapekto. Samakatuwid, kailangan ng isang base, at pagkatapos ay ilalagay ang substrate sa disc, at pagkatapos ay isasagawa ang epitaxial deposition sa substrate gamit ang teknolohiyang CVD, at ang base na ito ay ang SiC coated graphite base (kilala rin bilang tray).
Ang mga SiC coated graphite base ay karaniwang ginagamit upang suportahan at painitin ang mga single crystal substrate sa metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) equipment. Ang thermal stability, thermal uniformity at iba pang mga parameter ng performance ng SiC coated graphite base ay may mahalagang papel sa kalidad ng epitaxial material growth, kaya ito ang pangunahing sangkap ng MOCVD equipment.
Ang metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) ang pangunahing teknolohiya para sa epitaxial growth ng GaN films sa blue LED. Mayroon itong mga bentahe ng simpleng operasyon, kontroladong rate ng paglago, at mataas na kadalisayan ng GaN films. Bilang isang mahalagang bahagi sa reaction chamber ng kagamitan ng MOCVD, ang bearing base na ginagamit para sa epitaxial growth ng GaN film ay kailangang may mga bentahe ng mataas na temperaturang resistensya, pare-parehong thermal conductivity, mahusay na chemical stability, malakas na thermal shock resistance, atbp. Maaaring matugunan ng materyal na graphite ang mga kundisyong nabanggit.
Bilang isa sa mga pangunahing bahagi ng kagamitan ng MOCVD, ang graphite base ang siyang tagapagdala at tagapagpainit ng substrate, na direktang tumutukoy sa pagkakapareho at kadalisayan ng materyal na pelikula, kaya ang kalidad nito ay direktang nakakaapekto sa paghahanda ng epitaxial sheet, at kasabay nito, kasabay ng pagtaas ng bilang ng mga gamit at pagbabago ng mga kondisyon sa pagtatrabaho, napakadaling isuot, kabilang sa mga consumable.
Bagama't ang grapayt ay may mahusay na thermal conductivity at estabilidad, mayroon itong magandang bentahe bilang base component ng kagamitang MOCVD, ngunit sa proseso ng produksyon, ang grapayt ay magdudulot ng kalawang sa pulbos dahil sa mga nalalabi ng mga kinakaing gas at mga organikong metal, at ang buhay ng serbisyo ng base ng grapayt ay lubos na mababawasan. Kasabay nito, ang bumabagsak na grapayt powder ay magdudulot ng polusyon sa chip.
Ang paglitaw ng teknolohiya ng patong ay maaaring magbigay ng pag-aayos ng pulbos sa ibabaw, mapahusay ang thermal conductivity, at mapantay ang distribusyon ng init, na siyang naging pangunahing teknolohiya upang malutas ang problemang ito. Ang graphite base sa kapaligiran ng paggamit ng kagamitan ng MOCVD, ang graphite base surface coating ay dapat matugunan ang mga sumusunod na katangian:
(1) Maaaring ganap na balot ang base ng grapayt, at mabuti ang densidad, kung hindi, madaling ma-corrode ang base ng grapayt sa kinakaing gas.
(2) Mataas ang lakas ng kombinasyon sa base ng grapayt upang matiyak na ang patong ay hindi madaling matanggal pagkatapos ng ilang siklo ng mataas na temperatura at mababang temperatura.
(3) Mayroon itong mahusay na kemikal na katatagan upang maiwasan ang pagkabigo ng patong sa mataas na temperatura at kinakaing unti-unting kapaligiran.
Ang SiC ay may mga bentahe ng resistensya sa kalawang, mataas na thermal conductivity, resistensya sa thermal shock at mataas na chemical stability, at maaaring gumana nang maayos sa GaN epitaxial atmosphere. Bukod pa rito, ang thermal expansion coefficient ng SiC ay halos walang pinagkaiba sa graphite, kaya ang SiC ang ginustong materyal para sa surface coating ng graphite base.
Sa kasalukuyan, ang karaniwang SiC ay pangunahing uri ng 3C, 4H at 6H, at ang paggamit ng iba't ibang uri ng kristal sa SiC ay magkakaiba. Halimbawa, ang 4H-SiC ay maaaring gumawa ng mga high-power device; ang 6H-SiC ang pinaka-matatag at maaaring gumawa ng mga photoelectric device; dahil sa katulad nitong istraktura sa GaN, ang 3C-SiC ay maaaring gamitin upang gumawa ng GaN epitaxial layer at gumawa ng mga SiC-GaN RF device. Ang 3C-SiC ay karaniwang kilala rin bilang β-SiC, at ang isang mahalagang gamit ng β-SiC ay bilang isang film at coating material, kaya ang β-SiC ang kasalukuyang pangunahing materyal para sa coating.
Paraan para sa paghahanda ng silicon carbide coating
Sa kasalukuyan, ang mga pamamaraan ng paghahanda ng SiC coating ay pangunahing kinabibilangan ng gel-sol method, embedding method, brush coating method, plasma spraying method, chemical gas reaction method (CVR) at chemical vapor deposition method (CVD).
Paraan ng pag-embed:
Ang pamamaraan ay isang uri ng high temperature solid phase sintering, na pangunahing gumagamit ng pinaghalong Si powder at C powder bilang embedding powder, ang graphite matrix ay inilalagay sa embedding powder, at ang high temperature sintering ay isinasagawa sa inert gas, at sa huli ay ang SiC coating ay nakukuha sa ibabaw ng graphite matrix. Ang proseso ay simple at ang kombinasyon sa pagitan ng patong at ng substrate ay mabuti, ngunit ang pagkakapareho ng patong sa direksyon ng kapal ay mahina, na madaling makagawa ng mas maraming butas at humantong sa mahinang resistensya sa oksihenasyon.
Paraan ng patong ng brush:
Ang pamamaraan ng brush coating ay pangunahing pag-brush ng likidong hilaw na materyal sa ibabaw ng graphite matrix, at pagkatapos ay pagpapatigas ng hilaw na materyal sa isang tiyak na temperatura upang ihanda ang coating. Ang proseso ay simple at mababa ang gastos, ngunit ang coating na inihanda gamit ang brush coating method ay mahina kapag pinagsama sa substrate, mahina ang pagkakapareho ng coating, manipis ang coating at mababa ang oxidation resistance, at kailangan ang iba pang mga pamamaraan upang matulungan ito.
Paraan ng pag-spray ng plasma:
Ang paraan ng pag-spray ng plasma ay pangunahing pag-ispray ng tinunaw o bahagyang tinunaw na hilaw na materyales sa ibabaw ng graphite matrix gamit ang plasma gun, at pagkatapos ay patigasin at idikit upang bumuo ng isang patong. Ang pamamaraan ay madaling gamitin at maaaring maghanda ng medyo siksik na silicon carbide coating, ngunit ang silicon carbide coating na inihanda gamit ang pamamaraan ay kadalasang masyadong mahina at humahantong sa mahinang resistensya sa oksihenasyon, kaya karaniwang ginagamit ito para sa paghahanda ng SiC composite coating upang mapabuti ang kalidad ng patong.
Paraan ng gel-sol:
Ang pamamaraang gel-sol ay pangunahing naghahanda ng pare-pareho at transparent na solusyon ng sol na tumatakip sa ibabaw ng matrix, pinatutuyo upang maging gel at pagkatapos ay sinisintering upang makakuha ng patong. Ang pamamaraang ito ay madaling gamitin at mababa ang gastos, ngunit ang patong na ginawa ay may ilang mga kakulangan tulad ng mababang resistensya sa thermal shock at madaling pagbitak, kaya hindi ito maaaring malawakang gamitin.
Reaksyon ng Kemikal na Gas (CVR):
Pangunahing bumubuo ang CVR ng SiC coating sa pamamagitan ng paggamit ng Si at SiO2 powder upang makabuo ng singaw ng SiO sa mataas na temperatura, at isang serye ng mga reaksiyong kemikal ang nagaganap sa ibabaw ng substrate ng materyal na C. Ang SiC coating na inihanda gamit ang pamamaraang ito ay malapit na nakakabit sa substrate, ngunit mas mataas ang temperatura ng reaksyon at mas mataas ang gastos.
Kemikal na Pagdeposito ng Singaw (CVD):
Sa kasalukuyan, ang CVD ang pangunahing teknolohiya para sa paghahanda ng SiC coating sa ibabaw ng substrate. Ang pangunahing proseso ay isang serye ng pisikal at kemikal na reaksyon ng gas phase reactant material sa ibabaw ng substrate, at sa huli, ang SiC coating ay inihahanda sa pamamagitan ng deposition sa ibabaw ng substrate. Ang SiC coating na inihanda gamit ang teknolohiyang CVD ay malapit na nakakabit sa ibabaw ng substrate, na maaaring epektibong mapabuti ang resistensya sa oksihenasyon at ablative resistance ng materyal ng substrate, ngunit ang oras ng deposition ng pamamaraang ito ay mas mahaba, at ang reaction gas ay may isang partikular na nakalalasong gas.
Ang sitwasyon sa merkado ng SiC coated graphite base
Nang magsimula nang maaga ang mga dayuhang tagagawa, malinaw ang kanilang pangunguna at mataas ang bahagi sa merkado. Sa buong mundo, ang mga pangunahing supplier ng SiC coated graphite base ay ang Dutch Xycard, Germany SGL Carbon (SGL), Japan Toyo Carbon, United States MEMC at iba pang mga kumpanya, na pangunahing sumasakop sa pandaigdigang merkado. Bagama't nalampasan na ng Tsina ang pangunahing teknolohiya ng pantay na paglaki ng SiC coating sa ibabaw ng graphite matrix, ang mataas na kalidad na graphite matrix ay umaasa pa rin sa German SGL, Japan Toyo Carbon at iba pang mga negosyo, ang graphite matrix na ibinibigay ng mga lokal na negosyo ay nakakaapekto sa buhay ng serbisyo dahil sa thermal conductivity, elastic modulus, rigid modulus, mga depekto sa lattice at iba pang mga problema sa kalidad. Hindi matugunan ng kagamitan ng MOCVD ang mga kinakailangan sa paggamit ng SiC coated graphite base.
Mabilis na umuunlad ang industriya ng semiconductor ng Tsina, kasabay ng unti-unting pagtaas ng rate ng lokalisasyon ng kagamitang epitaxial ng MOCVD, at paglawak ng iba pang mga aplikasyon ng proseso, inaasahang mabilis na lalago ang merkado ng produktong base ng grapayt na pinahiran ng SiC sa hinaharap. Ayon sa mga paunang pagtatantya ng industriya, ang lokal na merkado ng base ng grapayt ay lalampas sa 500 milyong yuan sa susunod na mga taon.
Ang SiC coated graphite base ay ang pangunahing bahagi ng kagamitan sa industriyalisasyon ng compound semiconductor, ang pag-master sa pangunahing teknolohiya ng produksyon at pagmamanupaktura nito, at ang pagsasakatuparan ng lokalisasyon ng buong kadena ng industriya ng hilaw na materyales-proseso-kagamitan ay may malaking kahalagahang estratehiko para matiyak ang pag-unlad ng industriya ng semiconductor ng Tsina. Ang larangan ng domestic SiC coated graphite base ay umuunlad, at ang kalidad ng produkto ay maaaring umabot sa internasyonal na antas ng pag-unlad sa lalong madaling panahon.
Oras ng pag-post: Hulyo 24, 2023