Ipele epitaxial jẹ́ fíìmù tín-tín kan pàtó tí a gbìn lórí ìpele wafer nípasẹ̀ ìlànà epitaxial; a pe ìpele substrate wafer àti fíìmù epitaxial ní ìṣọ̀kan wafer epitaxial. Láàrín ìwọ̀nyí, gbígbìn ìpele epitaxial silicon carbide lórí ìpele silicon carbide conductive mú ìpele epitaxial silicon carbide kan tí ó jọra jáde, èyí tí a lè ṣe síwájú sí i láti di àwọn ẹ̀rọ agbára bíi Schottky diodes, MOSFETs, àti IGBTs. Irú ìpele substrate tí a lò jùlọ ni ìpele 4H-SiC.
Nítorí pé gbogbo ẹ̀rọ ni a fi àwọn ìpele epitaxial ṣe, dídára ìpele epitaxial ní ipa pàtàkì lórí iṣẹ́ ẹ̀rọ náà. Síbẹ̀síbẹ̀, dídára ìpele epitaxial ní ipa lórí ìṣiṣẹ́ kristalial àti substrate, èyí tí ó fi sí ipò pàtàkì nínú iṣẹ́ náà, ó sì ń kó ipa pàtàkì nínú ìdàgbàsókè rẹ̀.
Àwọn ọ̀nà pàtàkì fún ṣíṣe àwọn ìpele epitaxial silicon carbide ni: ìforúkọsílẹ̀ vapor; liquid phase epitaxy (LPE); molecular beam epitaxy (MBE); àti chemical vapor deposition (CVD). Láàrín àwọn wọ̀nyí, chemical vapor deposition (CVD) ni ọ̀nà tí a lò jùlọ fún 4H-SiC homogeneous epitaxy. 4H-SiC CVD epitaxy sábà máa ń lo ohun èlò CVD, èyí tí ó ń rí i dájú pé ìtẹ̀síwájú ti ìṣètò kirisita 4H-SiC lábẹ́ àwọn iwọ̀n otútù gíga.
Nínú àwọn ohun èlò CVD, a kò le gbé ohun èlò náà sí orí ilẹ̀ irin tàbí kí a kàn gbé e sí orí ìpìlẹ̀ fún ìpìlẹ̀ epitaxial, nítorí èyí ní oríṣiríṣi àwọn ohun tí ó lè fa ìpalára bíi ìtọ́sọ́nà ìṣàn gaasi (ní ìpele, ní inaro), ìwọ̀n otútù, ìfúnpá, ìdúróṣinṣin, àti ìbàjẹ́ láti inú àwọn èròjà tí ń yọ́. Nítorí náà, a nílò ìpìlẹ̀ ìtìlẹ́yìn; a gbé ohun èlò náà sí orí atẹ, a sì ṣe ìpìlẹ̀ epitaxial lórí ohun èlò náà nípa lílo ìmọ̀-ẹ̀rọ CVD. Ìpìlẹ̀ ìtìlẹ́yìn yìí jẹ́ ìpìlẹ̀ graphite tí a fi SiC bo.
Gẹ́gẹ́ bí ohun pàtàkì kan, ohun èlò ìpìlẹ̀ graphite ní agbára pàtó gíga àti modulus pàtó, àti ìgbóná ooru àti ìdènà ìbàjẹ́ tó dára. Síbẹ̀síbẹ̀, nígbà ìṣẹ̀dá, graphite náà lè jẹ́ ìbàjẹ́ àti ìtújáde lulú nítorí àwọn gáàsì oníbàjẹ́ àti àwọn àkópọ̀ organometallic tó kù, èyí tó dín iye ìgbà tí substrate náà fi ń ṣiṣẹ́ kù gan-an. Ní àkókò kan náà, lulú graphite shed le ba àwọn eerun náà jẹ́. Nínú ìṣẹ̀dá àwọn wafers epitaxial silicon carbide, ó ti di ohun tó ṣòro láti mú àwọn ohun èlò graphite tó le koko jù, èyí tó ń dín ìdàgbàsókè àti lílò wọn kù gan-an. Nítorí náà,imọ-ẹrọ ti a boti yọ jade bi ojutu kan.
Awọn anfani ti Awọn Aṣọ SiC ninu Ile-iṣẹ Semiconductor
Àwọn ànímọ́ ti ara àti kẹ́míkà ti àwọn ìbòrí gbọ́dọ̀ bá àwọn ohun tí a béèrè fún agbára ìgbóná àti ìdènà ìbàjẹ́ mu, nítorí pé àwọn wọ̀nyí ní ipa taara lórí ìbísí ọjà àti ìgbésí ayé rẹ̀. Ohun èlò SiC ní agbára gíga, líle gíga, ìwọ̀n ìfàsẹ́yìn ooru kékeré, àti agbára ìdarí ooru tó dára, èyí tó mú kí ó jẹ́ ohun èlò ìṣètò àti semiconductor tó ṣe pàtàkì ní ìwọ̀n otutu gíga. Nígbà tí a bá lò ó fún àwọn ohun èlò graphite, àwọn àǹfààní rẹ̀ ni:
1) SiC kò lè jẹ́ kí ó jẹ́ kí ó jẹ́ kí ó jẹ́ kí ó jẹ́ kí ó jẹ́ kí ó jẹ́ kí àwọn gíláàsì tó ń jó rẹ̀ bàjẹ́.
2) SiC ní agbára ìgbóná gíga àti agbára ìsopọ̀ tó lágbára pẹ̀lú graphite substrate, èyí tó ń rí i dájú pé ìbòrí náà wà ní ipò tó yẹ kó wà lẹ́yìn ìgbà tí a tún ń lo ìwọ̀n otútù tó ga jù.
3) SiC ní ìdúróṣinṣin kẹ́míkà tó dára, ó ń dènà ìkùnà ìbòrí ní ojú ọjọ́ tó ga, tó sì ń ba nǹkan jẹ́.
Síwájú sí i, àwọn ìléru epitaxial tí a fi onírúurú ohun èlò ṣe nílò àwọn àwo graphite pẹ̀lú àwọn ìlànà iṣẹ́ pàtó kan. Ìwọ̀n ìtẹ̀síwájú ooru ti ohun èlò graphite gbọ́dọ̀ bá iwọn otutu ìdàgbàsókè ti ìléru epitaxial mu. Fún àpẹẹrẹ, níwọ̀n ìgbà tí iwọn otutu ìdàgbàsókè fún silicon carbide epitaxy ga, àwọn àwo tí ó ní ìwọ̀n gíga ti ìtẹ̀síwájú ooru ìtẹ̀síwájú ni a nílò. Ìwọ̀n ìtẹ̀síwájú ooru ti SiC yàtọ̀ díẹ̀ sí ti graphite, èyí tí ó mú kí ó jẹ́ ohun èlò tí ó dára jùlọ fún fífi bo ojú àwọn substrates graphite.
SiC wà ní onírúurú ìrísí krístàlì, pẹ̀lú èyí tí ó wọ́pọ̀ jùlọ lọ́wọ́lọ́wọ́ ni irú 3C, 4H, àti 6H, ọ̀kọ̀ọ̀kan sì ń ṣiṣẹ́ fún àwọn ohun èlò tó yàtọ̀ síra. Fún àpẹẹrẹ, a ń lo 4H-SiC láti ṣe àwọn ẹ̀rọ alágbára gíga; 6H-SiC ni ó dúró ṣinṣin jùlọ, a sì ń lò ó láti ṣe àwọn ẹ̀rọ optoelectronic; àti 3C-SiC, nítorí ìrísí rẹ̀ pẹ̀lú GaN, ni a ń lò láti ṣe àwọn ìpele epitaxial GaN fún ṣíṣe àwọn ẹ̀rọ SiC-GaN RF. A tún ń pe 3C-SiC ní β-SiC. Ohun pàtàkì tí a ń lò fún β-SiC ni bí ohun èlò tín-tín àti ìbòrí; nítorí náà, β-SiC ni ohun èlò pàtàkì tí a ń lò fún àwọn ìbòrí lọ́wọ́lọ́wọ́.
Gẹ́gẹ́ bí ohun tí a sábà máa ń lò nínú iṣẹ́ àgbékalẹ̀ semiconductor, a máa ń lo àwọn ìbòrí SiC ní pàtàkì nínú àwọn iṣẹ́ bíi ìpèsè substrate, epitaxy, oxidation àti diffusion, etching, àti ion implantation. Àwọn ànímọ́ ti ara àti kẹ́míkà ti ìbòrí náà gbọ́dọ̀ bá àwọn ohun tí a béèrè fún resistance-iwọn otutu gíga àti resistance ipata mu, nítorí pé àwọn wọ̀nyí ní ipa taara lórí ìbísí ọjà àti ìgbésí ayé rẹ̀. Nítorí náà, ìpèsè àwọn ìbòrí SiC ṣe pàtàkì.
Ilana fun Ngbaradi Awọn Aṣọ Silikoni Carbide
Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ọ̀nà pàtàkì fún ṣíṣe àwọn ìbòrí SiC ni ọ̀nà sol-gel, ọ̀nà ìfimọ́, ìbòrí fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́, ìfọ́nrán plasma, ìfàmọ́ra ìgbóná kemikali (CVR), àti ìbòrí ìgbóná kemikali (CVD).
Ọ̀nà Ìfisímọ́
Ọ̀nà yìí jẹ́ irú ìpara líle-ipò gíga. Ó sábà máa ń lo àdàpọ̀ lulú silicon (Si) àti lulú erogba (C) gẹ́gẹ́ bí lulú ìpara. A gbé graphite substrate sínú lulú ìpara a sì fi sín ní iwọ̀n otútù gíga nínú afẹ́fẹ́ gaasi tí kò ní ìdènà, nígbẹ̀yìn gbẹ́yín ó ń ṣe àwọ̀ SiC lórí ojú ilẹ̀ graphite substrate. Ọ̀nà yìí ní ìlànà tí ó rọrùn àti ìsopọ̀ tí ó dára láàárín ìpara náà àti substrate náà; síbẹ̀síbẹ̀, ìpara náà ní ìbáramu tí kò dára ní ìhà tí ó nípọn, ó sì lè ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ihò, èyí tí ó ń yọrí sí àìlèdènà oxidation tí kò dára.
Ọ̀nà Ìbòmọ́lẹ̀ Fọ́rọ́ọ̀ṣì
Ọ̀nà ìbòrí fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ náà ní pàtàkì jẹ́ fífi ohun èlò aise omi sí ojú ilẹ̀ graphite náà, lẹ́yìn náà ni kí ó tún mú ohun èlò náà gbóná ní ìwọ̀n otútù pàtó kan láti ṣe ìbòrí náà. Ọ̀nà yìí rọrùn, ó sì ń náwó; síbẹ̀síbẹ̀, ìbòrí náà fi ìdènà tí kò lágbára hàn sí ìbòrí náà, ìṣọ̀kan tí kò dára, ó sì tinrin díẹ̀ pẹ̀lú ìdènà oxidation tí kò pọ̀, èyí tí ó ń béèrè fún àwọn ọ̀nà afikún.
Ọ̀nà Ìfúnpọ̀ Plasma
Ọ̀nà ìfọ́nká plasma náà jẹ́ lílo ibọn plasma láti fọ́n àwọn ohun èlò tí ó yọ́ tàbí tí ó yọ́ díẹ̀ sí ojú ilẹ̀ graphite náà, èyí tí yóò wá di alágbára, tí yóò sì so pọ̀ láti ṣe ìbòrí kan. Ọ̀nà yìí rọrùn láti lò, ó sì lè ṣe àwọn ìbòrí silicon carbide tí ó wúwo díẹ̀; síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ìbòrí tí ó jáde máa ń tinrin jù, èyí tí yóò sì yọrí sí àìlèdènà oxidation tí kò dára. Nítorí náà, a sábà máa ń lò ó nínú ìpèsè àwọn ìbòrí SiC láti mú kí dídára ìbòrí náà sunwọ̀n síi.
Ọ̀nà Jeli-Sol
Ọ̀nà gel-sol ni pàtàkì láti pèsè omi sol tó dọ́gba, tó sì ṣe kedere láti fi bo ojú ilẹ̀ náà. Lẹ́yìn gbígbẹ rẹ̀ sínú jeli, a máa fi ohun èlò náà yọ́ ọtí láti ṣe ìbòrí náà. Ọ̀nà yìí rọrùn láti lò, owó rẹ̀ sì kéré; síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ìbòrí tó bá yọrí sí ní àwọn àléébù bíi àìfaradà ooru tó kéré àti ìtẹ̀sí láti fọ́, èyí tó ń dín ìlò wọn kù.
Ọ̀nà Ìṣẹ̀dá Afẹ́fẹ́ Kẹ́míkà (CVR)
CVR lo awọn lulú Si ati SiO₂ lati ṣe ina SiO₂ ni awọn iwọn otutu giga, ti o nfa lẹsẹsẹ awọn iṣe-ṣiṣe kemikali lori oju ilẹ Si lati ṣe ideri SiC kan. Ibora SiC ti a ṣe nipasẹ ọna yii so mọ ipilẹ naa daradara; sibẹsibẹ, iwọn otutu iṣe-ṣiṣe ga, ati pe idiyele naa ga diẹ sii.
Ìtújáde Afẹ́fẹ́ Kẹ́míkà (CVD)
Lọ́wọ́lọ́wọ́, CVD ni ìmọ̀-ẹ̀rọ àkọ́kọ́ fún ṣíṣètò àwọn ìbòrí SiC lórí àwọn ojú ilẹ̀ ìbòrí. Ìlànà pàtàkì náà ní nínú àwọn ìṣiṣẹ́ physicochemical láàárín àwọn ohun tí ń ṣe àtúnṣe gaseous àti ojú ilẹ̀ ìbòrí, èyí tí ó yọrí sí ìdúró ìbòrí SiC. Àwọn ìbòrí SiC tí ìmọ̀-ẹ̀rọ CVD ṣe máa ń so mọ́ ojú ilẹ̀ ìbòrí náà dáadáa, ó sì lè mú kí resistance oxidation àti ablation ohun èlò ìbòrí náà sunwọ̀n síi; síbẹ̀síbẹ̀, ọ̀nà yìí nílò àkókò ìdúró ìbòrí gígùn, àwọn gáàsì ìhùwàpadà náà sì ní àwọn èròjà olóró kan.
Àwọn àṣà ìṣàpẹẹrẹ nínú àwọn ìbòrí SiC
A maa n lo awọn ibora SiC gẹgẹbi awọn ohun elo ti a le lo ninu iṣelọpọ semiconductor, pẹlu awọn iwọn iṣẹ pataki pẹlu iṣọkan ibora, iye ti imugboroosi ooru, ati agbara gbigbe ooru. Lakoko ti ibeere pataki wa fun awọn ibora SiC ni Ilu China, imọ-ẹrọ naa ko dagba rara. Ni okeere, ile-iṣẹ AMẸRIKA kan ṣoṣo ni o n ṣiṣẹ ni aaye yii, awọn ọja rẹ si gbowolori diẹ.
Àwọn ọkọ̀ ojú omi kírísítàÀwọn ohun èlò tí a ń lò nínú iṣẹ́ àgbékalẹ̀ epitaxial tí ó lè rọ́pò graphite tí a fi SiC bo, bó tilẹ̀ jẹ́ pé iye ọjà kéré. Èyí tí ó tẹ̀lé ni graphite tí a fi TaC bo, èyí tí ó ní agbára ìdènà ìbàjẹ́ kẹ́míkà tí ó dára ju graphite tí a fi SiC bo tàbí graphite tí a fi SiC bo, ṣùgbọ́n ó gbowó púpọ̀, ó sì ṣì wà ní ìbẹ̀rẹ̀ ìdàgbàsókè. Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ilé-iṣẹ́ abẹ́lé bíiLiufang semikondokito, Semicera, àtiAdánimọ́ Vetekwọ́n ń ṣe iṣẹ́ ìwádìí àti ìmọ̀ nípa iṣẹ́ ní agbègbè yìí.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: May-20-2026