Dlaczego powłoka SiC jest kluczowym materiałem rdzenia dla wzrostu epitaksjalnego SiC?

W urządzeniach CVD podłoża nie można umieścić bezpośrednio na metalu lub po prostu na podłożu do osadzania epitaksjalnego, ponieważ wpływa na to wiele czynników, takich jak kierunek przepływu gazu (poziomy, pionowy), temperatura, ciśnienie, utrwalenie i spadające zanieczyszczenia. Dlatego potrzebne jest podłoże, następnie na krążek umieszcza się podłoże, po czym na podłożu przeprowadza się epitaksjalne osadzanie przy wykorzystaniu technologii CVD. Ta baza toPodstawa grafitowa pokryta SiC.

Jako główny składnik, baza grafitowa ma wysoką wytrzymałość właściwą i moduł, dobrą odporność na szok termiczny i odporność na korozję, ale podczas procesu produkcyjnego grafit będzie skorodowany i sproszkowany z powodu resztkowego gazu korozyjnego i metalicznej materii organicznej, a usługa żywotność podstawy grafitowej zostanie znacznie zmniejszona. Jednocześnie opadły proszek grafitowy spowoduje zanieczyszczenie chipa. W procesie produkcyjnympłytki epitaksjalne z węglika krzemu, trudno jest sprostać coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom człowieka dotyczącym stosowania materiałów grafitowych, co poważnie ogranicza jego rozwój i praktyczne zastosowanie. Dlatego technologia powlekania zaczęła się rozwijać.

Zalety powłok SiC w przemyśle półprzewodników

Właściwości fizyczne i chemiczne powłoki nakładają rygorystyczne wymagania dotyczące odporności na wysokie temperatury i odporności na korozję, które bezpośrednio wpływają na wydajność i żywotność produktu. Materiał SiC ma wysoką wytrzymałość, wysoką twardość, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i dobrą przewodność cieplną. Jest ważnym wysokotemperaturowym materiałem konstrukcyjnym i wysokotemperaturowym materiałem półprzewodnikowym. Nakłada się go na bazę grafitową. Jego zalety to:

1) SiC jest odporny na korozję i może całkowicie owinąć grafitową podstawę. Ma dobrą gęstość i pozwala uniknąć uszkodzeń przez żrący gaz.

2) SiC ma wysoką przewodność cieplną i wysoką siłę wiązania z bazą grafitową, co zapewnia, że ​​powłoka nie będzie łatwo odpadać po wielokrotnych cyklach wysokiej i niskiej temperatury.

3) SiC ma dobrą stabilność chemiczną, aby uniknąć uszkodzenia powłoki w wysokiej temperaturze i atmosferze korozyjnej.

Podstawowe właściwości fizyczne powłok CVD SiC

Ponadto piece epitaksjalne z różnych materiałów wymagają tac grafitowych o różnych wskaźnikach wydajności. Dopasowanie współczynnika rozszerzalności cieplnej materiałów grafitowych wymaga dostosowania do temperatury wzrostu pieca epitaksjalnego. Na przykład temperaturaepitaksja węglika krzemujest wysoka i wymagana jest taca o wysokim współczynniku rozszerzalności cieplnej. Współczynnik rozszerzalności cieplnej SiC jest bardzo zbliżony do współczynnika grafitu, co czyni go odpowiednim materiałem do powlekania powierzchni podłoża grafitowego.

Materiały SiC mają różne formy krystaliczne. Najpopularniejsze to 3C, 4H i 6H. SiC w różnych postaciach krystalicznych ma różne zastosowania. Na przykład 4H-SiC można wykorzystać do produkcji urządzeń o dużej mocy; 6H-SiC jest najbardziej stabilny i można go stosować do produkcji urządzeń optoelektronicznych; 3C-SiC można stosować do wytwarzania warstw epitaksjalnych GaN i urządzeń RF SiC-GaN ze względu na jego podobną strukturę do GaN. 3C-SiC jest również powszechnie określany jako β-SiC. Ważnym zastosowaniem β-SiC jest cienka warstwa i materiał powłokowy. Dlatego β-SiC jest obecnie głównym materiałem do powlekania.

Struktura chemiczna-β-SiC

Jako powszechny materiał eksploatacyjny w produkcji półprzewodników, powłoka SiC stosowana jest głównie w podłożach, epitaksji,dyfuzja utleniania, trawienie i implantacja jonów. Właściwości fizyczne i chemiczne powłoki nakładają rygorystyczne wymagania dotyczące odporności na wysokie temperatury i odporności na korozję, które bezpośrednio wpływają na wydajność i żywotność produktu. Dlatego przygotowanie powłoki SiC ma kluczowe znaczenie.