Графітові основи з покриттям SiC зазвичай використовуються для підтримки та нагрівання монокристалічних підкладок в обладнанні для металоорганічного хімічного осадження з парової фази (MOCVD). Термічна стабільність, термічна однорідність та інші параметри продуктивності графітової основи з покриттям SiC відіграють вирішальну роль у якості епітаксіального вирощування матеріалу, тому вона є ключовим компонентом обладнання MOCVD.
У процесі виробництва пластин на деяких підкладках додатково створюються епітаксіальні шари для полегшення виготовлення пристроїв. Типові світлодіодні світлодіодні пристрої потребують підготовки епітаксіальних шарів GaAs на кремнієвих підкладках; епітаксіальний шар SiC вирощується на провідній підкладці SiC для створення пристроїв, таких як SBD, MOSFET тощо, для високовольтних, сильних струмів та інших енергетичних застосувань; епітаксіальний шар GaN будується на напівізольованій підкладці SiC для подальшого створення HEMT та інших пристроїв для радіочастотних застосувань, таких як зв'язок. Цей процес невіддільний від обладнання для хіміко-хімічного окиснення (CVD).
В обладнанні CVD підкладку не можна розміщувати безпосередньо на металі або просто на основі для епітаксіального осадження, оскільки це пов'язано з впливом потоку газу (горизонтального, вертикального), температури, тиску, фіксації, виділення забруднюючих речовин та інших факторів. Тому необхідно спочатку використовувати основу, потім розмістити підкладку на диску, а потім використовувати технологію CVD для епітаксіального осадження на підкладці, яка є графітовою основою з покриттям SiC (також відомою як лоток).
Графітові основи з покриттям SiC зазвичай використовуються для підтримки та нагрівання монокристалічних підкладок в обладнанні для металоорганічного хімічного осадження з парової фази (MOCVD). Термічна стабільність, термічна однорідність та інші параметри продуктивності графітової основи з покриттям SiC відіграють вирішальну роль у якості епітаксіального вирощування матеріалу, тому вона є ключовим компонентом обладнання MOCVD.
Металоорганічне хімічне осадження з парової фази (MOCVD) є основною технологією епітаксіального вирощування плівок GaN у синіх світлодіодах. Вона має переваги простої експлуатації, контрольованої швидкості росту та високої чистоти плівок GaN. Як важливий компонент реакційної камери обладнання MOCVD, опорна основа, що використовується для епітаксіального вирощування плівок GaN, повинна мати такі переваги, як висока термостійкість, рівномірна теплопровідність, добра хімічна стабільність, висока термостійкість тощо. Графітовий матеріал може відповідати вищезазначеним умовам.
Як один з основних компонентів обладнання MOCVD, графітова основа є носієм та нагрівальним тілом підкладки, що безпосередньо визначає однорідність та чистоту плівкового матеріалу, тому її якість безпосередньо впливає на підготовку епітаксіального листа, і водночас, зі збільшенням кількості використань та зміною умов роботи, вона дуже легко зношується, що належить до витратних матеріалів.
Хоча графіт має чудову теплопровідність і стабільність, він має хороші переваги як базовий компонент обладнання MOCVD, але в процесі виробництва графіт роз'їдає порошок через залишки агресивних газів та металевих органічних речовин, що значно скорочує термін служби графітової основи. Водночас, падаючий графітовий порошок забруднює стружку.
Поява технології покриття може забезпечити фіксацію поверхневого порошку, покращити теплопровідність та вирівняти розподіл тепла, що стало основною технологією для вирішення цієї проблеми. Графітова основа в середовищі використання обладнання MOCVD, поверхневе покриття на графітовій основі повинно відповідати наступним характеристикам:
(1) Графітову основу можна повністю обгорнути, а щільність хороша, інакше графітову основу легко кородувати в агресивному газі.
(2) Міцність поєднання з графітовою основою висока, що гарантує, що покриття не легко відпадає після кількох циклів високої та низької температури.
(3) Має добру хімічну стабільність, що запобігає руйнуванню покриття за високих температур та в агресивному середовищі.
Карбід кремнію (SiC) має такі переваги, як стійкість до корозії, висока теплопровідність, стійкість до термічних ударів та висока хімічна стабільність, і може добре працювати в епітаксіальній атмосфері GaN. Крім того, коефіцієнт теплового розширення SiC дуже мало відрізняється від коефіцієнта теплового розширення графіту, тому SiC є кращим матеріалом для поверхневого покриття графітової основи.
Наразі поширеним SiC є переважно типів 3C, 4H та 6H, і використання SiC різних типів кристалів різне. Наприклад, 4H-SiC може використовуватися для виробництва потужних пристроїв; 6H-SiC є найстабільнішим і може використовуватися для виробництва фотоелектричних пристроїв; завдяки своїй структурі, подібній до GaN, 3C-SiC може використовуватися для створення епітаксіального шару GaN та виробництва радіочастотних пристроїв SiC-GaN. 3C-SiC також широко відомий як β-SiC, і важливим застосуванням β-SiC є виготовлення плівкових та покривних матеріалів, тому β-SiC наразі є основним матеріалом для покриттів.
Час публікації: 04 серпня 2023 р.