SiC белән капланган графит нигезләре гадәттә металл-органик химик пар утырту (MOCVD) җиһазларында монокристалл субстратларны тоту һәм җылыту өчен кулланыла. SiC белән капланган графит нигезенең термик тотрыклылыгы, термик бердәмлеге һәм башка эш параметрлары эпитаксиаль материал үсеше сыйфатында хәлиткеч роль уйный, шуңа күрә ул MOCVD җиһазларының төп компоненты булып тора.
Пластиналар җитештерү процессында, җайланмалар җитештерүне җиңеләйтү өчен, кайбер пластиналар субстратларында эпитаксиаль катламнар өстәмә рәвештә төзелә. Гадәти LED яктылык чыгаручы җайланмалар кремний субстратларында GaAs эпитаксиаль катламнарын әзерләргә тиеш; SiC эпитаксиаль катламы югары көчәнешле, югары токлы һәм башка куәтле кушымталар өчен SBD, MOSFET һ.б. кебек җайланмалар төзү өчен үткәргеч SiC субстратында үстерелә; GaN эпитаксиаль катламы HEMT һәм элемтә кебек RF кушымталары өчен башка җайланмаларны өстәмә рәвештә төзү өчен ярымизоляцияләнгән SiC субстратында төзелә. Бу процесс CVD җиһазларыннан аерылгысыз.
CVD җиһазларында субстратны турыдан-туры металлга урнаштырып булмый яки эпитаксиаль утырту өчен нигезгә генә урнаштырып булмый, чөнки ул газ агымын (горизонталь, вертикаль), температураны, басымны, фиксацияне, пычраткыч матдәләрне чыгаруны һәм йогынты факторларының башка аспектларын үз эченә ала. Шуңа күрә нигез кирәк, аннары субстрат дискка урнаштырыла, аннары эпитаксиаль утырту CVD технологиясен кулланып субстратка башкарыла, һәм бу нигез - SiC белән капланган графит нигез (шулай ук табак дип тә атала).
SiC белән капланган графит нигезләре гадәттә металл-органик химик пар утырту (MOCVD) җиһазларында монокристалл субстратларны тоту һәм җылыту өчен кулланыла. SiC белән капланган графит нигезенең термик тотрыклылыгы, термик бердәмлеге һәм башка эш параметрлары эпитаксиаль материал үсеше сыйфатында хәлиткеч роль уйный, шуңа күрә ул MOCVD җиһазларының төп компоненты булып тора.
Металл-органик химик пар белән каплау (MOCVD) - зәңгәр LED'ларда GaN пленкаларын эпитаксиаль үстерү өчен төп технология. Аның гади эшләве, үсеш тизлеге контрольдә тотылуы һәм GaN пленкаларының югары сафлыгы кебек өстенлекләре бар. MOCVD җиһазларының реакция камерасында мөһим компонент буларак, GaN пленка эпитаксиаль үсеше өчен кулланыла торган подшипник нигезе югары температурага чыдамлык, бердәм җылылык үткәрүчәнлек, яхшы химик тотрыклылык, көчле җылылык бәрелүенә чыдамлык һ.б. өстенлекләренә ия булырга тиеш. Графит материалы югарыда күрсәтелгән шартларга туры килә ала.
MOCVD җиһазларының төп компонентларының берсе буларак, графит нигезе субстратның йөртүчесе һәм җылыту гәүдәсе булып тора, ул пленка материалының бердәмлеген һәм сафлыгын турыдан-туры билгели, шуңа күрә аның сыйфаты эпитаксиаль катламны әзерләүгә турыдан-туры йогынты ясый, һәм шул ук вакытта, куллану саны арту һәм эш шартлары үзгәрү белән, ул бик җиңел киелә, чыгым материалларына карый.
Графит җылылык үткәрүчәнлеге һәм тотрыклылыгы ягыннан бик яхшы булса да, ул MOCVD җиһазларының төп компоненты буларак яхшы өстенлеккә ия, ләкин җитештерү процессында графит коррозияле газлар һәм металл органик матдәләр калдыклары аркасында порошокны коррозиягә дучар итә, һәм графит нигезенең хезмәт итү вакыты шактый кыскара. Шул ук вакытта, графит порошогы төшеп, чипның пычрануына китерә.
Каплау технологиясенең барлыкка килүе өслек порошогын фиксацияләүне тәэмин итә, җылылык үткәрүчәнлеген арттыра һәм җылылык бүленешен тигезли ала, бу исә бу проблеманы хәл итүнең төп технологиясенә әйләнде. MOCVD җиһазлары куллану мохитендә графит нигезе өслек каплавы түбәндәге үзенчәлекләргә туры килергә тиеш:
(1) Графит нигезен тулысынча төреп була, һәм тыгызлыгы яхшы, югыйсә графит нигезе коррозия газында җиңел коррозиягә дучар була.
(2) Графит нигезе белән кушылган ныклык югары, бу берничә югары температура һәм түбән температура циклыннан соң капламаның җиңел төшеп калмавын тәэмин итә.
(3) Югары температурада һәм коррозияле атмосферада каплау җимерелүен булдырмас өчен, ул яхшы химик тотрыклылыкка ия.
SiC коррозиягә чыдамлык, югары җылылык үткәрүчәнлек, җылылык бәрелүенә чыдамлык һәм югары химик тотрыклылык кебек өстенлекләргә ия, һәм ул GaN эпитаксиаль атмосферасында яхшы эшли ала. Моннан тыш, SiCның җылылык киңәю коэффициенты графитныкыннан бик аз аерыла, шуңа күрә SiC графит нигезенең өслеген каплау өчен өстенлекле материал булып тора.
Хәзерге вакытта киң таралган SiC, нигездә, 3C, 4H һәм 6H тибында, һәм төрле кристалл төрләренең SiC кулланылышы төрлечә. Мәсәлән, 4H-SiC югары куәтле җайланмалар җитештерә ала; 6H-SiC иң тотрыклы һәм фотоэлектрик җайланмалар җитештерә ала; GaN белән охшаш структурасы аркасында, 3C-SiC GaN эпитаксиаль катламын җитештерү һәм SiC-GaN RF җайланмаларын җитештерү өчен кулланылырга мөмкин. 3C-SiC шулай ук β-SiC буларак та билгеле, һәм β-SiC пленка һәм каплау материалы буларак мөһим кулланылышка ия, шуңа күрә β-SiC хәзерге вакытта каплау өчен төп материал булып тора.
Кремний карбиды каплавын әзерләү ысулы
Хәзерге вакытта SiC каплавын әзерләү ысулларына, нигездә, гель-золь ысулы, урнаштыру ысулы, щетка белән каплау ысулы, плазма сиптерү ысулы, химик газ реакциясе ысулы (CVR) һәм химик пар белән каплау ысулы (CVD) керә.
Кертү ысулы:
Бу ысул югары температуралы каты фазалы синтезлауның бер төре булып тора, анда нигездә Si порошогы һәм C порошогы катнашмасы кертелгән порошок буларак кулланыла, графит матрицасы кертелгән порошок эченә урнаштырыла, югары температуралы синтезлау инерт газда башкарыла, һәм ниһаять, графит матрицасы өслегендә SiC каплавы алына. Процесс гади һәм каплау белән субстрат арасындагы комбинация яхшы, ләкин каплауның калынлык юнәлеше буенча тигезлеге начар, бу күбрәк тишекләр барлыкка китерүгә һәм начар оксидлашуга китерә.
Щетка белән каплау ысулы:
Щетка белән каплау ысулы, нигездә, сыек чималны графит матрицасы өслегенә щетка белән сөртүдән, аннары чималны билгеле бер температурада катыртып, каплауны әзерләүдән гыйбарәт. Процесс гади һәм бәясе түбән, ләкин щетка белән каплау ысулы белән әзерләнгән каплау нигез белән бергә көчсез, каплауның бер төрлелеге начар, каплау юка һәм оксидлашуга каршы торучанлыгы түбән, һәм моңа ярдәм итү өчен башка ысуллар кирәк.
Плазма сиптерү ысулы:
Плазма сиптерү ысулы, нигездә, эрегән яки ярым эрегән чималны графит матрицасы өслегенә плазма пистолеты белән сиптерүдән, аннары катып, каплау барлыкка китерүдән гыйбарәт. Бу ысулны эшләү гади һәм чагыштырмача тыгыз кремний карбид каплавын әзерләргә мөмкин, ләкин ысул белән әзерләнгән кремний карбид каплавы еш кына бик көчсез була һәм оксидлашуга каршы торучанлыкның көчсезлегенә китерә, шуңа күрә ул, гадәттә, каплау сыйфатын яхшырту өчен SiC композит каплавын әзерләү өчен кулланыла.
Гель-золь ысулы:
Гель-золь ысулы, нигездә, матрица өслеген каплаган бердәм һәм үтә күренмәле золь эремәсе әзерләүдән, гельгә киптерүдән һәм аннары каплау алу өчен кисүдән гыйбарәт. Бу ысулны куллану гади һәм бәясе түбән, ләкин җитештерелгән каплауның термик бәрелүгә чыдамлыгы түбән һәм җиңел ярылу кебек кайбер кимчелекләре бар, шуңа күрә аны киң кулланып булмый.
Химик газ реакциясе (ХГР):
CVR, нигездә, SiC каплавын югары температурада SiO пары ясау өчен Si һәм SiO2 порошогын кулланып барлыкка китерә, һәм C материалы субстраты өслегендә берничә химик реакция бара. Бу ысул белән әзерләнгән SiC каплавы субстратка тыгыз бәйләнгән, ләкин реакция температурасы югарырак һәм бәясе югарырак.
Химик пар утырмасы (ХПК):
Хәзерге вакытта CVD - субстрат өслегендә SiC каплавын әзерләүнең төп технологиясе. Төп процесс - субстрат өслегендә газ фазасы реагент материалының берничә физик һәм химик реакциясе, һәм ниһаять, SiC каплавы субстрат өслегенә урнаштыру юлы белән әзерләнә. CVD технологиясе белән әзерләнгән SiC каплавы субстрат өслегенә тыгыз бәйләнгән, бу субстрат материалының оксидлашуга каршы торучанлыгын һәм аблятив каршылыкны нәтиҗәле рәвештә яхшырта ала, ләкин бу ысулның урнаштыру вакыты озаграк, һәм реакция газында билгеле бер агулы газ бар.
SiC белән капланган графит нигезенең базардагы торышы
Чит ил җитештерүчеләре иртә башлаганда, алар ачык лидерлыкка һәм югары базар өлешенә ия булганнар. Халыкара дәрәҗәдә SiC белән капланган графит нигезен тәэмин итүчеләр - Нидерландның Xycard, Германия SGL Carbon (SGL), Япониянең Toyo Carbon, АКШның MEMC һәм башка компанияләр, алар нигездә халыкара базарны били. Кытай графит матрицасы өслегендә SiC каплавын тигез үстерүнең төп технологиясен узып китсә дә, югары сыйфатлы графит матрицасы әле дә Германиянең SGL, Япониянең Toyo Carbon һәм башка предприятиеләренә таяна, ә җирле предприятиеләр тарафыннан тәкъдим ителгән графит матрицасы җылылык үткәрүчәнлеге, эластик модуль, каты модуль, рәшәткә кимчелекләре һәм башка сыйфат проблемалары аркасында хезмәт итү вакытына тәэсир итә. MOCVD җиһазлары SiC белән капланган графит нигезен куллану таләпләренә җавап бирә алмый.
Кытайның ярымүткәргечләр сәнәгате тиз үсеш ала, MOCVD эпитаксиаль җиһазларын локализацияләү дәрәҗәсе әкренләп арту һәм башка процесс кушымталары киңәю белән, киләчәктә SiC белән капланган графит нигезле продуктлар базары тиз үсәчәк дип көтелә. Сәнәгатьнең башлангыч фаразлары буенча, алдагы берничә елда эчке графит нигезле базары 500 миллион юаньнан артып китәчәк.
SiC белән капланган графит нигезе - кушылма ярымүткәргечләрне сәнәгатьләштерү җиһазларының төп компоненты, аны җитештерү һәм җитештерүнең төп технологиясен үзләштерү, һәм бөтен чимал-процесс-җиһазлар сәнәгате чылбырын локализацияләүне гамәлгә ашыру Кытайның ярымүткәргечләр сәнәгате үсешен тәэмин итү өчен зур стратегик әһәмияткә ия. Җирле SiC белән капланган графит нигезе өлкәсе чәчәк ата, һәм продукт сыйфаты тиздән халыкара алдынгы дәрәҗәгә җитәр.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 24 июле