Àwọn ẹ̀yà Semiconductor – Ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo

Àwọn ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo ni a sábà máa ń lò láti ṣe àtìlẹ́yìn àti láti mú kí àwọn ohun èlò ìṣàlẹ̀ kristali kan ṣoṣo gbóná nínú àwọn ohun èlò ìpamọ́ èéfín kemikali irin-organic (MOCVD). Ìdúróṣinṣin ooru, ìṣọ̀kan ooru àti àwọn pàrámítà iṣẹ́ mìíràn ti ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo ṣe ipa pàtàkì nínú dídára ìdàgbàsókè ohun èlò epitaxial, nítorí náà ó jẹ́ kókó pàtàkì ti ohun èlò MOCVD.

Nínú ìlànà ṣíṣe wafer, a tún kọ́ àwọn fẹlẹfẹlẹ epitaxial síi lórí àwọn substrates wafer kan láti mú kí iṣẹ́ àwọn ẹ̀rọ rọrùn. Àwọn ẹ̀rọ tí ń yọ ìmọ́lẹ̀ LED déédéé nílò láti pèsè àwọn fẹlẹfẹlẹ epitaxial ti GaAs lórí àwọn substrates silicon; A ń gbin Layer epitaxial SiC lórí substrates conductive SiC fún ìkọ́lé àwọn ẹ̀rọ bíi SBD, MOSFET, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ, fún àwọn ohun èlò agbára gíga, ìṣàn omi gíga àti àwọn ohun èlò agbára mìíràn; A ń kọ́ Layer epitaxial GaN lórí substrates SiC semi-insulated láti tún kọ́ HEMT àti àwọn ẹ̀rọ mìíràn fún àwọn ohun èlò RF bíi ìbánisọ̀rọ̀. Ìlànà yìí kò ṣeé yà sọ́tọ̀ kúrò nínú ẹ̀rọ CVD.

Nínú ẹ̀rọ CVD, a kò le fi ohun èlò ìṣàn náà sí orí irin náà tààrà tàbí kí a kàn gbé e sí orí ìpìlẹ̀ fún ìṣàn epitaxial, nítorí pé ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣàn gaasi (petele, inaro), iwọn otutu, titẹ, ìdúró, ìtújáde àwọn ohun ìbàjẹ́ àti àwọn apá mìíràn ti àwọn ohun tí ó ní ipa lórí rẹ̀. Nítorí náà, a nílò ìpìlẹ̀ kan, lẹ́yìn náà a gbé ohun èlò ìṣàn náà sí orí disiki náà, lẹ́yìn náà a ṣe ìṣàn epitaxial lórí ohun èlò ìṣàn náà nípa lílo ìmọ̀-ẹ̀rọ CVD, ìpìlẹ̀ yìí sì ni ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo (tí a tún mọ̀ sí atẹ́).

Àwọn ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo ni a sábà máa ń lò láti ṣe àtìlẹ́yìn àti láti mú kí àwọn ohun èlò ìṣàlẹ̀ kristali kan ṣoṣo gbóná nínú àwọn ohun èlò ìpamọ́ èéfín kemikali irin-organic (MOCVD). Ìdúróṣinṣin ooru, ìṣọ̀kan ooru àti àwọn pàrámítà iṣẹ́ mìíràn ti ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo ṣe ipa pàtàkì nínú dídára ìdàgbàsókè ohun èlò epitaxial, nítorí náà ó jẹ́ kókó pàtàkì ti ohun èlò MOCVD.

Ìdásílẹ̀ èéfín kẹ́míkà onírin-àti-àti-ara (MOCVD) ni ìmọ̀-ẹ̀rọ pàtàkì fún ìdàgbàsókè epitaxial ti àwọn fíìmù GaN nínú LED aláwọ̀ búlúù. Ó ní àwọn àǹfààní ti ìṣiṣẹ́ tí ó rọrùn, ìwọ̀n ìdàgbàsókè tí a lè ṣàkóso àti mímọ́ ga ti àwọn fíìmù GaN. Gẹ́gẹ́ bí ohun pàtàkì nínú yàrá ìṣesí ti ohun èlò MOCVD, ìpìlẹ̀ bearing tí a lò fún ìdàgbàsókè epitaxial film GaN gbọ́dọ̀ ní àwọn àǹfààní ti resistance otutu gíga, conductivity thermal déédé, ìdúróṣinṣin kẹ́míkà tí ó dára, resistance hot shock líle, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Ohun èlò Graphite lè bá àwọn ipò tí a mẹ́nu kàn lókè mu.

Gẹ́gẹ́ bí ọ̀kan lára ​​àwọn ohun pàtàkì nínú ohun èlò MOCVD, ìpìlẹ̀ graphite ni ara tí ń gbé àti gbígbóná ti substrate náà, èyí tí ó ń pinnu ìṣọ̀kan àti mímọ́ ti ohun èlò fíìmù náà, nítorí náà, dídára rẹ̀ ní ipa taara lórí ìpèsè ìwé epitaxial, àti ní àkókò kan náà, pẹ̀lú ìbísí iye àwọn lílò àti ìyípadà àwọn ipò iṣẹ́, ó rọrùn láti wọ̀, tí ó jẹ́ ti àwọn ohun èlò tí a lè lò.

Bó tilẹ̀ jẹ́ pé graphite ní agbára ìgbóná àti ìdúróṣinṣin tó dára, ó ní àǹfààní tó dára gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìpìlẹ̀ MOCVD, ṣùgbọ́n nínú iṣẹ́ ṣíṣe, graphite yóò ba lúúlúú jẹ́ nítorí àṣẹ́kù àwọn gáàsì oníbàjẹ́ àti àwọn ohun èlò onírin, àti pé iṣẹ́ ìpìlẹ̀ graphite yóò dínkù gidigidi. Ní àkókò kan náà, graphite tó ń já bọ́ yóò fa ìbàjẹ́ sí ërún náà.

Ìfarahàn ìmọ̀ ẹ̀rọ ìbòrí lè pèsè ìdúró lulú ojú ilẹ̀, mú kí ìgbóná agbára pọ̀ sí i, kí ó sì ṣe àfikún ìpínkiri ooru, èyí tí ó ti di ìmọ̀ ẹ̀rọ pàtàkì láti yanjú ìṣòro yìí. Ìpìlẹ̀ graphite nínú ohun èlò MOCVD ń lo àyíká, ìbòrí graphite ìpìlẹ̀ ojú ilẹ̀ yẹ kí ó bá àwọn ànímọ́ wọ̀nyí mu:

(1) A le fi ipilẹ graphite we ipilẹ naa patapata, iwuwo naa si dara, bibẹẹkọ ipilẹ graphite rọrun lati jẹ ibajẹ ninu gaasi ibajẹ.

(2) Agbára àpapọ̀ pẹ̀lú ìpìlẹ̀ graphite ga láti rí i dájú pé ìbòrí náà kò rọrùn láti jábọ́ lẹ́yìn ọ̀pọ̀ ìgbà tí ó bá ti di ...

(3) Ó ní ìdúróṣinṣin kẹ́míkà tó dára láti yẹra fún ìbàjẹ́ ìbòrí ní iwọ̀n otútù gíga àti afẹ́fẹ́ ìbàjẹ́.

SiC ní àwọn àǹfààní ti resistance ipata, agbara igbona giga, resistance mọnamọna ooru ati iduroṣinṣin kemikali giga, o si le ṣiṣẹ daradara ni afẹfẹ epitaxial GaN. Ni afikun, iye imugboroosi ooru ti SiC yatọ pupọ si ti graphite, nitorinaa SiC ni ohun elo ti o fẹran julọ fun ibora dada ti ipilẹ graphite.

Lọ́wọ́lọ́wọ́, SiC tí ó wọ́pọ̀ jẹ́ irú 3C, 4H àti 6H, àti lílo SiC ti àwọn oríṣiríṣi kírísítà yàtọ̀ síra. Fún àpẹẹrẹ, 4H-SiC lè ṣe àwọn ẹ̀rọ agbára gíga; 6H-SiC ni ó dúró ṣinṣin jùlọ ó sì lè ṣe àwọn ẹ̀rọ photoelectric; Nítorí ìṣètò rẹ̀ tí ó jọ GaN, a lè lo 3C-SiC láti ṣe fẹlẹfẹlẹ epitaxial GaN àti láti ṣe àwọn ẹ̀rọ SiC-GaN RF. 3C-SiC ni a tún mọ̀ sí β-SiC, àti lílo pàtàkì ti β-SiC jẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò fíìmù àti ìbòrí, nítorí náà β-SiC ni ohun èlò pàtàkì fún ìbòrí lọ́wọ́lọ́wọ́.

Ọ̀nà fún mímú ìbòrí silikoni carbide

Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ọ̀nà ìpèsè ti ìbòrí SiC ní pàtàkì pẹ̀lú ọ̀nà gel-sol, ọ̀nà ìfimọ́ra, ọ̀nà ìbòrí fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́, ọ̀nà ìfọ́nrán plasma, ọ̀nà ìfèsì gaasi kemikali (CVR) àti ọ̀nà ìdènà afẹ́fẹ́ kemikali (CVD).

Ọ̀nà ìfisí:

Ọ̀nà yìí jẹ́ irú ìpara ìpele gíga tí ó ní ìgbóná, èyí tí ó ń lo àdàpọ̀ lulú Si àti lulú C gẹ́gẹ́ bí lulú ìpara, a gbé matrix graphite sínú lulú ìpara, a sì ń ṣe ìpara ìgbóná gíga nínú gaasi aláìlágbára, níkẹyìn a ó rí ìpara SiC lórí ojú matrix graphite. Ìlànà náà rọrùn, àpapọ̀ ìpara náà sì dára, ṣùgbọ́n ìṣọ̀kan ìpara náà ní ìhà tí ó nípọn kò dára, èyí tí ó rọrùn láti mú àwọn ihò púpọ̀ jáde tí ó sì lè yọrí sí àìlèdènà oxidation tí kò dára.

Ọ̀nà tí a fi fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ bo:

Ọ̀nà ìbòrí fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ ni láti fi fọ ohun èlò tí ó wà lórí ojú graphite matrix, lẹ́yìn náà kí a fi wo ohun èlò tí ó wà nínú rẹ̀ sàn ní ìwọ̀n otútù kan láti pèsè ìbòrí náà. Ìlànà náà rọrùn, owó rẹ̀ sì kéré, ṣùgbọ́n ìbòrí tí a fi ọ̀nà ìbòrí fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ pèsè kò lágbára ní ìbámu pẹ̀lú ohun èlò tí a fi bo, ìbòrí náà kò dára, ìbòrí náà tinrin, ìdènà ìgbóná sì kéré, àti pé a nílò àwọn ọ̀nà míràn láti ràn án lọ́wọ́.

Ọ̀nà ìfúnpọ̀ Plasma:

Ọ̀nà ìfọ́nká plasma ni láti fi ìbọn plasma kan fọ́n àwọn ohun èlò tí ó ti yọ́ tàbí tí wọ́n ti yọ́ díẹ̀ sí ojú graphite matrix náà, lẹ́yìn náà kí ó le koko, kí ó sì so pọ̀ láti ṣe ìbòrí kan. Ọ̀nà náà rọrùn láti lò, ó sì lè pèsè ìbòrí silicon carbide tí ó nípọn díẹ̀, ṣùgbọ́n ìbòrí silicon carbide tí a pèsè nípasẹ̀ ọ̀nà náà sábà máa ń jẹ́ aláìlera jù, ó sì lè yọrí sí àìlera ìfàsẹ́yìn, nítorí náà, a sábà máa ń lò ó fún ṣíṣe ìbòrí SiC composite láti mú kí dídára ìbòrí náà sunwọ̀n sí i.

Ọ̀nà jeli-sol:

Ọ̀nà gel-sol ni láti pèsè omi sol tó dọ́gba tí ó sì hàn gbangba tí ó bo ojú matrix náà, kí ó gbẹ ẹ́ di jeli, lẹ́yìn náà kí ó fi sínter ṣe é kí ó lè ní ìbòrí. Ọ̀nà yìí rọrùn láti lò, owó rẹ̀ sì kéré, ṣùgbọ́n ìbòrí tí a ṣe ní àwọn àléébù bíi ìdènà ooru tí kò lágbára àti ìfọ́ tí ó rọrùn, nítorí náà a kò le lò ó ní gbogbogbòò.

Ìṣẹ̀dá Gáàsì Kẹ́míkà (CVR):

CVR ni a maa n se awo SiC nipa lilo lulú Si ati SiO2 lati se ina SiO ni iwọn otutu giga, ati pe awon isesi kemikali kan maa n waye lori oju ohun elo C. Apapo SiC ti a pese sile ni ọna yii so mo ohun elo naa, sugbon iwọn otutu isesi naa ga ju bee lo, iye owo reaction naa si ga ju bee lo.

Ìfipamọ́ afẹ́fẹ́ kẹ́míkà (CVD):

Lọ́wọ́lọ́wọ́, CVD ni ìmọ̀ ẹ̀rọ pàtàkì fún ṣíṣe àwọ̀ SiC lórí ojú ilẹ̀. Ìlànà pàtàkì ni ìtẹ̀lé àwọn ìṣesí ara àti kẹ́míkà ti ohun èlò ìfàsẹ́yìn gaasi lórí ojú ilẹ̀ ilẹ̀, àti nígbẹ̀yìn gbẹ́yín, àwọ̀ SiC ni a ń pèsè nípa ṣíṣe àwọ̀ sí ojú ilẹ̀ ...

Ipo ọja ti ipilẹ graphite ti a bo SiC

Nígbà tí àwọn ilé iṣẹ́ àgbáyé bẹ̀rẹ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀, wọ́n ní ìtọ́sọ́nà tó ṣe kedere àti ìpín ọjà tó ga. Ní àgbáyé, àwọn olùpèsè pàtàkì ti ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo ni Dutch Xycard, Germany SGL Carbon (SGL), Japan Toyo Carbon, United States MEMC àti àwọn ilé iṣẹ́ mìíràn, tí wọ́n wà ní ọjà àgbáyé. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé China ti yọ̀ kúrò nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ pàtàkì ti ìdàgbàsókè ìbòrí SiC lórí ojú graphite matrix, graphite matrix tó ga jùlọ ṣì gbẹ́kẹ̀lé German SGL, Japan Toyo Carbon àti àwọn ilé iṣẹ́ mìíràn, graphite matrix tí àwọn ilé iṣẹ́ àgbáyé pèsè ní ipa lórí ìgbésí ayé iṣẹ́ nítorí ìṣiṣẹ́ ooru, elastic modulus, rigidid modulus, lattice defects àti àwọn ìṣòro dídára mìíràn. Ẹ̀rọ MOCVD kò lè bá àwọn ohun tí a béèrè fún lílo ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo mu mu.

Ilé iṣẹ́ semiconductor ti orílẹ̀-èdè China ń dàgbàsókè kíákíá, pẹ̀lú ìdàgbàsókè díẹ̀díẹ̀ ti ìwọ̀n ìbílẹ̀ ohun èlò epitaxial MOCVD, àti ìfẹ̀sí àwọn ohun èlò ilana mìíràn, a retí pé ọjà ọjà graphite onípele SiC tí a fi bò yóò dàgbàsókè kíákíá. Gẹ́gẹ́ bí ìṣirò ilé iṣẹ́ àkọ́kọ́, ọjà graphite onípele ilẹ̀ yóò ju yuan mílíọ̀nù 500 lọ ní ọdún díẹ̀ tí ń bọ̀.

Ipìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo ni apá pàtàkì nínú ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá semiconductor oníṣọ̀kan, mímọ ìmọ̀-ẹ̀rọ pàtàkì pàtàkì nínú iṣẹ́-ṣíṣe àti ṣíṣe iṣẹ́-ẹ̀rọ rẹ̀, àti mímọ ibi tí gbogbo ẹ̀rọ iṣẹ́-ẹ̀rọ aise wà jẹ́ pàtàkì pàtàkì fún rírí i dájú pé ilé-iṣẹ́ semiconductor ti China ń dàgbàsókè. Ipìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo nílé ń pọ̀ sí i, dídára ọjà náà sì lè dé ìpele tó ga jùlọ kárí ayé láìpẹ́.