يېرىم ئۆتكۈزگۈچ زاپچاسلار – SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسى

SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسلىرى ئادەتتە مېتال-ئورگانىك خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش (MOCVD) ئۈسكۈنىلىرىدىكى يەككە كىرىستاللىق ئاساسلارنى تىرەپ تۇرۇش ۋە قىزىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسلىرىنىڭ ئىسسىقلىق مۇقىملىقى، ئىسسىقلىق بىردەكلىكى ۋە باشقا ئىقتىدار پارامېتىرلىرى ئېپىتاكسىيەلىك ماتېرىيال ئۆسۈش سۈپىتىگە ھەل قىلغۇچ رول ئوينايدۇ، شۇڭا ئۇ MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئاساسلىق تەركىبىي قىسمى.

ۋافېر ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا، ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىشنى ئاسانلاشتۇرۇش ئۈچۈن، بەزى ۋافېر ئاساسىي قەۋەتلىرىگە ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەر تېخىمۇ كۆپ قۇرۇلىدۇ. ئادەتتىكى LED نۇر چىقىرىدىغان ئۈسكۈنىلەر كرېمنىي ئاساسىي قەۋەتلىرى ئۈستىدە GaAs نىڭ ئېپىتاكسىيال قەۋەتلىرىنى تەييارلىشى كېرەك؛ SiC ئېپىتاكسىيال قەۋىتى يۇقىرى توك بېسىمى، يۇقىرى توك ۋە باشقا قۇۋۋەت قوللىنىشچان پروگراممىلىرى ئۈچۈن SBD، MOSFET قاتارلىق ئۈسكۈنىلەرنى ياساش ئۈچۈن ئۆتكۈزگۈچ SiC ئاساسىي قەۋىتى ئۈستىدە ئۆستۈرۈلىدۇ؛ GaN ئېپىتاكسىيال قەۋىتى HEMT ۋە ئالاقە قاتارلىق RF قوللىنىشچان پروگراممىلىرى ئۈچۈن باشقا ئۈسكۈنىلەرنى ياساش ئۈچۈن يېرىم ئىزولياتسىيەلىك SiC ئاساسىي قەۋىتى ئۈستىدە قۇرۇلىدۇ. بۇ جەريان CVD ئۈسكۈنىلىرىدىن ئايرىلالمايدۇ.

CVD ئۈسكۈنىلىرىدە، ئاساسىي ماتېرىيالنى بىۋاسىتە مېتالغا قويۇشقا ياكى ئېپىتاكسىيەلىك چۆكمە ئاساسىغا قويۇشقا بولمايدۇ، چۈنكى ئۇ گاز ئېقىمى (گورىزونتال، تىك)، تېمپېراتۇرا، بېسىم، بېكىتىش، بۇلغىمىلارنىڭ چىقىرىلىشى ۋە باشقا تەسىر ئامىللىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. شۇڭا، ئاساسىي ماتېرىيال لازىم، ئاندىن ئاساسىي ماتېرىيال دىسكىغا قويۇلىدۇ، ئاندىن CVD تېخنىكىسى ئارقىلىق ئاساسىي ماتېرىيالغا ئېپىتاكسىيەلىك چۆكمە قىلىنىدۇ، بۇ ئاساس SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسى (يەنە تەخسە دەپمۇ ئاتىلىدۇ).

SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسلىرى ئادەتتە مېتال-ئورگانىك خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش (MOCVD) ئۈسكۈنىلىرىدىكى يەككە كىرىستاللىق ئاساسلارنى تىرەپ تۇرۇش ۋە قىزىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسلىرىنىڭ ئىسسىقلىق مۇقىملىقى، ئىسسىقلىق بىردەكلىكى ۋە باشقا ئىقتىدار پارامېتىرلىرى ئېپىتاكسىيەلىك ماتېرىيال ئۆسۈش سۈپىتىگە ھەل قىلغۇچ رول ئوينايدۇ، شۇڭا ئۇ MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئاساسلىق تەركىبىي قىسمى.

مېتال-ئورگانىك خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش (MOCVD) كۆك LED چىرىغىدىكى GaN پىلاستىنكىلىرىنىڭ ئېپىتاكسىيەلىك ئۆسۈشىنىڭ ئاساسلىق تېخنىكىسى. ئۇ ئاددىي ئىشلىتىش، كونترول قىلغىلى بولىدىغان ئۆسۈش سۈرئىتى ۋە GaN پىلاستىنكىلىرىنىڭ يۇقىرى ساپلىقى قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە. MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ رېئاكسىيە كامېراسىدىكى مۇھىم تەركىب بولۇش سۈپىتى بىلەن، GaN پىلاستىنكىسى ئېپىتاكسىيەلىك ئۆسۈشىدە ئىشلىتىلىدىغان ياتاق ئاساسى يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا چىداملىق، بىردەك ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى، ياخشى خىمىيىلىك مۇقىملىق، كۈچلۈك ئىسسىقلىق سوقۇلۇشىغا چىداملىق قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە بولۇشى كېرەك. گرافىت ماتېرىيالى يۇقىرىدىكى شەرتلەرگە ماس كېلەلەيدۇ.

MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئاساسلىق تەركىبلىرىنىڭ بىرى بولۇش سۈپىتى بىلەن، گرافىت ئاساسى ئاساسىي قاتلامنىڭ توشۇغۇچىسى ۋە قىزىتىش گەۋدىسى بولۇپ، ئۇ پىلاستىنكا ماتېرىيالىنىڭ بىردەكلىكى ۋە ساپلىقىنى بىۋاسىتە بەلگىلەيدۇ، شۇڭا ئۇنىڭ سۈپىتى ئېپىتاكسىيال يوپۇقنىڭ تەييارلىنىشىغا بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، ئىشلىتىش سانىنىڭ كۆپىيىشى ۋە خىزمەت شارائىتىنىڭ ئۆزگىرىشىگە ئەگىشىپ، ئۇنى كىيىش ناھايىتى ئاسان، چۈنكى ئۇ ئىستېمال بۇيۇملىرى قاتارىغا كىرىدۇ.

گرافىتنىڭ ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە مۇقىملىقى ناھايىتى ياخشى بولسىمۇ، ئۇ MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئاساسىي تەركىبى سۈپىتىدە ياخشى ئەۋزەللىككە ئىگە، ئەمما ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا، گرافىت چىرىشچان گاز ۋە مېتال ئورگانىك ماددىلارنىڭ قالدۇقلىرى سەۋەبىدىن پاراشوكنى چىرىتىدۇ، ھەمدە گرافىت ئاساسىنىڭ ئىشلىتىش ئۆمرى زور دەرىجىدە قىسقىرايدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، چۈشۈپ كېتىۋاتقان گرافىت پاراشوكى پارچىنىڭ بۇلغىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

قاپلاش تېخنىكىسىنىڭ بارلىققا كېلىشى يۈزەكى پاراشوكنى بېكىتىش، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى ئاشۇرۇش ۋە ئىسسىقلىق تەقسىماتىنى تەڭشەشنى تەمىنلىيەلەيدۇ، بۇ مەسىلىنى ھەل قىلىشتىكى ئاساسلىق تېخنىكىغا ئايلاندى. MOCVD ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلىتىش مۇھىتىدا گرافىت ئاساسى، گرافىت ئاساسى يۈزەكى قاپلاش تۆۋەندىكى ئالاھىدىلىكلەرگە ماس كېلىشى كېرەك:

(1) گرافىت ئاساسىنى تولۇق ئوراپ بولغىلى بولىدۇ، زىچلىقى ياخشى، بولمىسا گرافىت ئاساسىنى چىرىتىش گازىدا ئاسانلا چىرىتىش مۇمكىن.

(2) گرافىت ئاساسى بىلەن بىرىكمە كۈچلۈكلۈكى يۇقىرى بولۇپ، بىر قانچە يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە تۆۋەن تېمپېراتۇرا دەۋرىيلىكىدىن كېيىن قاپلامنىڭ ئاسان چۈشۈپ كەتمەسلىكىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ.

(3) يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە چىرىشچان ئاتموسفېرادا قاپلاشنىڭ بۇزۇلۇشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن ياخشى خىمىيىلىك مۇقىملىققا ئىگە.

SiC چىرىشكە چىداملىق، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى، ئىسسىقلىق سوقۇلۇشىغا چىداملىق ۋە يۇقىرى خىمىيىلىك مۇقىملىق قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە بولۇپ، GaN ئېپىتاكسىيەلىك ئاتموسفېرادا ياخشى ئىشلىيەلەيدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، SiC نىڭ ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى گرافىتنىڭكىدىن ئانچە پەرقلەنمەيدۇ، شۇڭا SiC گرافىت ئاساسىنىڭ يۈزەكى قاپلىنىشى ئۈچۈن ئەڭ ياخشى ماتېرىيال ھېسابلىنىدۇ.

ھازىر كۆپ ئۇچرايدىغان SiC ئاساسلىقى 3C، 4H ۋە 6H تىپلىق بولۇپ، ھەر خىل كىرىستال تىپلىرىنىڭ SiC ئىشلىتىلىشى ئوخشىمايدۇ. مەسىلەن، 4H-SiC يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ؛ 6H-SiC ئەڭ مۇقىم بولۇپ، فوتوئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ؛ GaN غا ئوخشاش قۇرۇلمىسى سەۋەبىدىن، 3C-SiC GaN ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنى ئىشلەپچىقىرىش ۋە SiC-GaN RF ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشقا ئىشلىتىلىدۇ. 3C-SiC يەنە β-SiC دەپمۇ ئاتىلىدۇ، β-SiC نىڭ مۇھىم ئىشلىتىلىشى پىلاستىنكا ۋە قاپلاش ماتېرىيالى سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ، شۇڭا β-SiC ھازىر قاپلاشنىڭ ئاساسلىق ماتېرىيالى.

كرېمنىي كاربىد قاپلىمىسىنى تەييارلاش ئۇسۇلى

ھازىر، SiC قاپلاش ئۇسۇلىنى تەييارلاش ئۇسۇللىرى ئاساسلىقى گېل-سول ئۇسۇلى، كىرگۈزۈش ئۇسۇلى، چوتكا قاپلاش ئۇسۇلى، پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى، خىمىيىلىك گاز رېئاكسىيە ئۇسۇلى (CVR) ۋە خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش ئۇسۇلى (CVD) نى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

كىرگۈزۈش ئۇسۇلى:

بۇ ئۇسۇل بىر خىل يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق قاتتىق باسقۇچلۇق سىنتېرلاش بولۇپ، ئاساسلىقى Si پاراشوكى ۋە C پاراشوكىنىڭ ئارىلاشمىسىنى قىستۇرۇش پاراشوكى قىلىپ ئىشلىتىدۇ، گرافىت ماترىتسىسى قىستۇرۇش پاراشوكىغا قويۇلىدۇ، يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق سىنتېرلاش ئىنېرت گازدا ئېلىپ بېرىلىدۇ، ئاخىرىدا گرافىت ماترىتسىسىنىڭ يۈزىدە SiC قاپلىمى ھاسىل قىلىنىدۇ. بۇ جەريان ئاددىي، قاپلام بىلەن ئاساسىي قەۋەتنىڭ بىرىكىشى ياخشى، ئەمما قاپلامنىڭ قېلىنلىق يۆنىلىشى بويىچە بىردەكلىكى ناچار، بۇ ئاسانلا كۆپرەك تۆشۈك ھاسىل قىلىدۇ ۋە ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچىنىڭ تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.

چوتكا بىلەن قاپلاش ئۇسۇلى:

چوتكا بىلەن قاپلاش ئۇسۇلى ئاساسلىقى سۇيۇق خام ماتېرىيالنى گرافىت ماترىتسىسىنىڭ يۈزىگە چوتكىلاپ، ئاندىن خام ماتېرىيالنى بەلگىلىك تېمپېراتۇرىدا قۇرۇتۇپ، قاپلاش ماتېرىيالىنى تەييارلاشتىن ئىبارەت. بۇ جەريان ئاددىي ۋە تەننەرخى تۆۋەن، ئەمما چوتكا بىلەن قاپلاش ئۇسۇلى ئارقىلىق تەييارلانغان قاپلاش ئاساسى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەندە ئاجىز، قاپلاشنىڭ بىردەكلىكى ناچار، قاپلاش نېپىز ۋە ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچى تۆۋەن، شۇڭا باشقا ئۇسۇللار بىلەن ياردەملىشىش كېرەك.

پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى:

پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى ئاساسلىقى ئېرىگەن ياكى يېرىم ئېرىگەن خام ماتېرىياللارنى پلازما تاپانچىسى بىلەن گرافىت ماترىتسىسىنىڭ يۈزىگە پۈركۈش، ئاندىن قاتتىقلىشىپ چاپلىشىپ بىر قەۋەت ھاسىل قىلىشتىن ئىبارەت. بۇ ئۇسۇلنى ئىشلىتىش ئاسان بولۇپ، نىسبەتەن زىچ كرېمنىي كاربىد قەۋىتى تەييارلىيالايدۇ، ئەمما بۇ ئۇسۇل ئارقىلىق تەييارلانغان كرېمنىي كاربىد قەۋىتى كۆپىنچە ئاجىز بولۇپ، ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچىنىڭ ئاجىز بولۇشىغا ئېلىپ كېلىدۇ، شۇڭا ئۇ ئادەتتە SiC بىرىكمە قەۋىتى تەييارلاش ئۈچۈن قەۋەت سۈپىتىنى ياخشىلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ.

گېل-سول ئۇسۇلى:

گېل-سول ئۇسۇلى ئاساسلىقى ماترىتسانىڭ يۈزىنى قاپلىغان بىردەك ۋە سۈزۈك سول ئېرىتمىسى تەييارلاش، قۇرۇتۇپ گېلغا ئايلاندۇرۇش ۋە ئاندىن سىنتېرلاش ئارقىلىق بىر قەۋەت قاپلاش ھاسىل قىلىشتىن ئىبارەت. بۇ ئۇسۇلنى ئىشلىتىش ئاسان ۋە تەننەرخى تۆۋەن، ئەمما ئىشلەپچىقىرىلغان قاپلاشنىڭ ئىسسىقلىق سوقۇلۇشىغا چىدامچانلىقى تۆۋەن ۋە ئاسان يېرىلىش قاتارلىق بەزى كەمچىلىكلىرى بار، شۇڭا ئۇنى كەڭ كۆلەمدە ئىشلەتكىلى بولمايدۇ.

خىمىيىلىك گاز رېئاكسىيەسى (CVR):

CVR ئاساسلىقى Si ۋە SiO2 پاراشوكى ئارقىلىق يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا SiO پار ھاسىل قىلىش ئارقىلىق SiC قاپلىمىسىنى ھاسىل قىلىدۇ، ھەمدە C ماتېرىيالىنىڭ يۈزىدە بىر قاتار خىمىيىلىك رېئاكسىيەلەر يۈز بېرىدۇ. بۇ ئۇسۇل ئارقىلىق تەييارلانغان SiC قاپلىمىسى ئاساسقا زىچ باغلىنىدۇ، ئەمما رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسى يۇقىرى ۋە تەننەرخى يۇقىرى بولىدۇ.

خىمىيىلىك پار چۆكمىسى (CVD):

ھازىر، CVD ئاساسىي قاتلام يۈزىگە SiC قاپلىمىسىنى تەييارلاشنىڭ ئاساسلىق تېخنىكىسى. ئاساسلىق جەريان گاز باسقۇچى رېئاكسىيەلىك ماتېرىيالنىڭ ئاساسىي قاتلام يۈزىگە بىر قاتار فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك رېئاكسىيەلىرىدىن ئىبارەت بولۇپ، ئاخىرىدا SiC قاپلىمى ئاساسىي قاتلام يۈزىگە چۆكتۈرۈش ئارقىلىق تەييارلىنىدۇ. CVD تېخنىكىسى ئارقىلىق تەييارلانغان SiC قاپلىمى ئاساسىي قاتلام يۈزىگە زىچ چاپلىشىپ، ئاساسىي قاتلام ماتېرىيالىنىڭ ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش ۋە ئابلىتسىيەگە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى ئۈنۈملۈك ياخشىلىيالايدۇ، ئەمما بۇ ئۇسۇلنىڭ چۆكتۈرۈش ۋاقتى ئۇزۇنراق، ھەمدە رېئاكسىيە گازىدا بەلگىلىك زەھەرلىك گاز بار.

SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسىنىڭ بازار ئەھۋالى

چەتئەل ئىشلەپچىقارغۇچىلار دەسلەپكى مەزگىللەردە ئىش باشلىغاندا، ئۇلارنىڭ ئۈستۈنلۈكى روشەن بولۇپ، بازار ئۈلۈشى يۇقىرى ئىدى. خەلقئارادا، SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسىنىڭ ئاساسلىق تەمىنلىگۈچىلىرى گوللاندىيە Xycard، گېرمانىيە SGL Carbon (SGL)، ياپونىيە Toyo Carbon، ئامېرىكا MEMC قاتارلىق شىركەتلەر بولۇپ، ئۇلار ئاساسەن خەلقئارا بازارنى ئىگىلەيدۇ. جۇڭگو گرافىت ماترىتسىسىنىڭ يۈزىدە SiC قاپلىمىسىنى بىردەك ئۆستۈرۈشنىڭ ئاساسلىق يادرولۇق تېخنىكىسىنى بۇزۇپ تاشلىغان بولسىمۇ، يۇقىرى سۈپەتلىك گرافىت ماترىتسىسى يەنىلا گېرمانىيە SGL، ياپونىيە Toyo Carbon قاتارلىق كارخانىلارغا تايىنىدۇ، يەرلىك كارخانىلار تەمىنلىگەن گرافىت ماترىتسىسى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى، ئېلاستىكىلىق مودۇلى، قاتتىق مودۇل، تور نۇقسانلىرى ۋە باشقا سۈپەت مەسىلىلىرى سەۋەبىدىن ئىشلىتىش ئۆمرىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ. MOCVD ئۈسكۈنىلىرى SiC قاپلانغان گرافىت ئاساسىنى ئىشلىتىش تەلىپىنى قاندۇرالمايدۇ.

جۇڭگونىڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتى تېز سۈرئەتتە تەرەققىي قىلماقتا، MOCVD ئېپىتاكسىيال ئۈسكۈنىلىرىنىڭ يەرلىكلىشىش نىسبىتىنىڭ تەدرىجىي ئېشىشى ۋە باشقا جەريانلارنىڭ كېڭىيىشىگە ئەگىشىپ، كەلگۈسىدىكى SiC قاپلانغان گرافت ئاساس مەھسۇلات بازىرىنىڭ تېز سۈرئەتتە ئېشىشى مۆلچەرلەنمەكتە. دەسلەپكى كەسىپلەرنىڭ مۆلچەرىگە قارىغاندا، كېيىنكى بىر نەچچە يىلدا ئىچكى گرافت ئاساس بازىرى 500 مىليون يۈەندىن ئاشىدۇ.

SiC قاپلانغان گرافت ئاساسى بىرىكمە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائەتلەشتۈرۈش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ يادرولۇق تەركىبىي قىسمى بولۇپ، ئۇنى ئىشلەپچىقىرىش ۋە ئىشلەپچىقىرىشنىڭ ئاچقۇچلۇق يادرولۇق تېخنىكىسىنى ئىگىلەش، پۈتۈن خام ئەشيا-پروگرامما-ئۈسكۈنىلەر كەسىپ زەنجىرىنىڭ يەرلىكلىشىشىنى ئىشقا ئاشۇرۇش جۇڭگونىڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتىنىڭ تەرەققىياتىنى كاپالەتلەندۈرۈشتە مۇھىم ئىستراتېگىيىلىك ئەھمىيەتكە ئىگە. دۆلەت ئىچىدىكى SiC قاپلانغان گرافت ئاساسى ساھەسى گۈللەنمەكتە، مەھسۇلات سۈپىتى تېزلا خەلقئارا ئىلغار سەۋىيىگە يېتىدۇ.