Nền graphite phủ SiC thường được sử dụng để hỗ trợ và gia nhiệt các chất nền tinh thể đơn trong thiết bị lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại (MOCVD). Độ ổn định nhiệt, độ đồng đều nhiệt và các thông số hiệu suất khác của nền graphite phủ SiC đóng vai trò quyết định trong chất lượng tăng trưởng vật liệu epitaxial, do đó, nó là thành phần chính cốt lõi của thiết bị MOCVD.
Trong quá trình sản xuất wafer, các lớp epitaxial được chế tạo thêm trên một số chất nền wafer để tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất các thiết bị. Các thiết bị phát sáng LED thông thường cần chuẩn bị các lớp epitaxial của GaAs trên các chất nền silicon; Lớp epitaxial SiC được phát triển trên chất nền SiC dẫn điện để chế tạo các thiết bị như SBD, MOSFET, v.v., cho các ứng dụng điện áp cao, dòng điện cao và các ứng dụng công suất khác; Lớp epitaxial GaN được chế tạo trên chất nền SiC bán cách điện để chế tạo thêm HEMT và các thiết bị khác cho các ứng dụng RF như truyền thông. Quá trình này không thể tách rời khỏi thiết bị CVD.
Trong thiết bị CVD, chất nền không thể được đặt trực tiếp trên kim loại hoặc chỉ đơn giản là đặt trên một đế để lắng đọng epitaxial, vì nó liên quan đến dòng khí (ngang, dọc), nhiệt độ, áp suất, cố định, loại bỏ chất ô nhiễm và các khía cạnh khác của các yếu tố ảnh hưởng. Do đó, cần phải sử dụng một đế, sau đó đặt chất nền lên đĩa, sau đó sử dụng công nghệ CVD để lắng đọng epitaxial trên chất nền, đó là đế graphite phủ SiC (còn gọi là khay).
Nền graphite phủ SiC thường được sử dụng để hỗ trợ và gia nhiệt các chất nền tinh thể đơn trong thiết bị lắng đọng hơi hóa học hữu cơ kim loại (MOCVD). Độ ổn định nhiệt, độ đồng đều nhiệt và các thông số hiệu suất khác của nền graphite phủ SiC đóng vai trò quyết định trong chất lượng tăng trưởng vật liệu epitaxial, do đó, nó là thành phần chính cốt lõi của thiết bị MOCVD.
Lắng đọng hơi hóa học kim loại hữu cơ (MOCVD) là công nghệ chính cho sự phát triển epitaxial của màng GaN trong đèn LED xanh. Nó có ưu điểm là vận hành đơn giản, tốc độ phát triển có thể kiểm soát và độ tinh khiết cao của màng GaN. Là một thành phần quan trọng trong buồng phản ứng của thiết bị MOCVD, đế chịu lực được sử dụng để phát triển epitaxial màng GaN cần có các ưu điểm là khả năng chịu nhiệt độ cao, độ dẫn nhiệt đồng đều, độ ổn định hóa học tốt, khả năng chống sốc nhiệt mạnh, v.v. Vật liệu graphite có thể đáp ứng các điều kiện trên.
Là một trong những thành phần cốt lõi của thiết bị MOCVD, đế graphite là vật mang và vật gia nhiệt của chất nền, quyết định trực tiếp đến tính đồng nhất và độ tinh khiết của vật liệu màng, do đó chất lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc chế tạo tấm epitaxial, đồng thời, với số lần sử dụng tăng lên và điều kiện làm việc thay đổi, nó rất dễ bị mài mòn, thuộc về vật tư tiêu hao.
Mặc dù graphite có độ dẫn nhiệt và độ ổn định tuyệt vời, có lợi thế tốt khi làm thành phần cơ sở của thiết bị MOCVD, nhưng trong quá trình sản xuất, graphite sẽ ăn mòn bột do cặn khí ăn mòn và chất hữu cơ kim loại, tuổi thọ của đế graphite sẽ giảm đáng kể. Đồng thời, bột graphite rơi xuống sẽ gây ô nhiễm cho chip.
Sự xuất hiện của công nghệ phủ có thể cung cấp khả năng cố định bột bề mặt, tăng cường độ dẫn nhiệt và cân bằng phân phối nhiệt, đã trở thành công nghệ chính để giải quyết vấn đề này. Nền than chì trong môi trường sử dụng thiết bị MOCVD, lớp phủ bề mặt nền than chì phải đáp ứng các đặc điểm sau:
(1) Đế than chì có thể được bọc hoàn toàn, mật độ tốt, nếu không đế than chì dễ bị ăn mòn trong khí ăn mòn.
(2) Độ bền kết hợp với lớp nền graphite cao để đảm bảo lớp phủ không dễ bị bong ra sau nhiều chu kỳ nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp.
(3) Có tính ổn định hóa học tốt để tránh lớp phủ bị hỏng trong điều kiện nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn.
SiC có ưu điểm là chống ăn mòn, độ dẫn nhiệt cao, khả năng chống sốc nhiệt và độ ổn định hóa học cao, có thể hoạt động tốt trong môi trường epitaxial GaN. Ngoài ra, hệ số giãn nở nhiệt của SiC khác rất ít so với graphite, vì vậy SiC là vật liệu được ưa chuộng để phủ bề mặt nền graphite.
Hiện nay, SiC phổ biến chủ yếu là loại 3C, 4H và 6H, và việc sử dụng SiC của các loại tinh thể khác nhau là khác nhau. Ví dụ, 4H-SiC có thể chế tạo các thiết bị công suất cao; 6H-SiC là loại ổn định nhất và có thể chế tạo các thiết bị quang điện; Do có cấu trúc tương tự như GaN, 3C-SiC có thể được sử dụng để sản xuất lớp epitaxial GaN và chế tạo các thiết bị RF SiC-GaN. 3C-SiC cũng thường được gọi là β-SiC, và một ứng dụng quan trọng của β-SiC là làm vật liệu màng và lớp phủ, vì vậy β-SiC hiện là vật liệu chính để phủ.
Thời gian đăng: 04-08-2023