Hvad er SIC-coated grafitfølsomhed?

Figur 1.SIC-Coated Graphite Sceptor

1. Epitaksiallag og dets udstyr

Under Wafer -fremstillingsprocessen er vi nødt til at opbygge et epitaksialt lag på nogle skivesubstrater for at lette fremstillingen af ​​enheder. Epitaxy henviser til processen med at dyrke en ny enkelt krystal på et enkelt krystalsubstrat, der er blevet omhyggeligt behandlet ved skæring, slibning og polering. Den nye enkeltkrystall kan være det samme materiale som underlaget eller et andet materiale (homoepitaxial eller heteroepitaxial). Da det nye enkeltkrystallag vokser langs underlagskrystalfasen, kaldes det et epitaksialt lag, og enhedens fremstilling udføres på det epitaksiale lag. 

For eksempel aGaas epitaxialLag fremstilles på et siliciumsubstrat til LED-lysemitterende enheder; -enSic epitaxialLag dyrkes på et ledende SIC -substrat til konstruktion af SBD, MOSFET og andre enheder i strømanvendelser; Et gan-epitaksialt lag er konstrueret på et semi-isolerende SIC-substrat for yderligere fremstilling af enheder, såsom HEMT i radiofrekvensanvendelser, såsom kommunikation. Parametre, såsom tykkelsen af ​​SIC -epitaksiale materialer og baggrundsbærerkoncentration, bestemmer direkte de forskellige elektriske egenskaber ved SIC -enheder. I denne proces kan vi ikke klare os uden kemisk dampaflejring (CVD) udstyr.

Figur 2. Epitaksial filmvæksttilstande

2. Betydningen af ​​SIC Coated Graphite Sceptor i CVD -udstyr

I CVD -udstyr kan vi ikke placere underlaget direkte på metallet eller blot på en base for epitaksial afsætning, fordi det involverer mange faktorer, såsom gasstrømningsretning (vandret, lodret), temperatur, tryk, fiksering og forurenende stoffer. Derfor er vi nødt til at bruge en følsomhed (Wafer Carrier) at placere underlaget på en bakke og bruge CVD -teknologi til at udføre epitaksial afsætning på den. Denne følter er den sic-coatede grafit-følsomhed (også kaldet en bakke).

2.1 Anvendelse af SIC Coated Graphite Sceptor i MOCVD -udstyr

Den sic-coatede grafit-følsomhed spiller en nøglerolle iMetal organisk kemisk dampaflejring (MOCVD) udstyrAt understøtte og varme enkelt krystalsubstrater. Den termiske stabilitet og den termiske ensartethed af denne følsomhed er afgørende for kvaliteten af ​​epitaksiale materialer, så det betragtes som en uundværlig kernekomponent i MOCVD -udstyr. Metal organisk kemisk dampaflejring (MOCVD) -teknologi er i øjeblikket vidt brugt i den epitaksiale vækst af GaN -tynde film i blå LED'er, fordi det har fordelene ved enkel drift, kontrollerbar vækstrate og høj renhed.

Som en af ​​kernekomponenterne i MOCVD -udstyr er Vetek Semiconductor Graphite Sceptor ansvarlig for at understøtte og opvarme enkeltkrystallsubstrater, som direkte påvirker ensartethed og renhed af tynde filmmaterialer, og således er relateret til fremstillingskvaliteten af ​​epitaksiale skivere. Efterhånden som antallet af anvendelser øges, og arbejdsmiljøet ændres, er grafitforsvarslen tilbøjelig til at bære og klassificeres derfor som en forbrugsbar.

2.2. Karakteristika ved sic coated grafitfølsomhed

For at imødekomme behovene for MOCVD -udstyr skal den belægning, der kræves til grafit -følgeren, have specifikke egenskaber for at opfylde følgende standarder:

✔ God dækning: SIC -belægningen skal fuldstændigt dække følgeren og have en høj grad af densitet for at forhindre skader i et ætsende gasmiljø.

✔ Højbindingsstyrke: Belægningen skal være fast bundet til følgeren og ikke let at falde af efter flere høje temperaturer og lavtemperaturcyklusser.

✔ God kemisk stabilitet: Belægningen skal have god kemisk stabilitet for at undgå svigt i høj temperatur og ætsende atmosfærer.

2.3 Vanskeligheder og udfordringer ved matchende grafit- og siliciumcarbidmaterialer

Siliciumcarbid (SIC) fungerer godt i gan -epitaksiale atmosfærer på grund af dets fordele såsom korrosionsbestandighed, høj termisk ledningsevne, termisk stødmodstand og god kemisk stabilitet. Dens termiske ekspansionskoefficient svarer til grafit, hvilket gør det til det foretrukne materiale til grafit -susceptorbelægninger.

Dog trods altgrafitogSiliciumcarbider to forskellige materialer, og der vil stadig være situationer, hvor belægningen har en kort levetid, er let at falde af og øger omkostningerne på grund af forskellige termiske ekspansionskoefficienter. 

3. Sic coating -teknologi

3.1. Almindelige typer SIC

På nuværende tidspunkt inkluderer almindelige typer SIC 3C, 4H og 6H, og forskellige typer SIC er egnede til forskellige formål. For eksempel er 4H-SIC velegnet til fremstilling af højeffektenheder, 6H-SIC er relativt stabil og kan bruges til optoelektroniske enheder, og 3C-SIC kan bruges til at fremstille gan-epitaksiale lag og fremstille SIC-gan RF-enheder på grund af dens lignende struktur som GAN. 3C-SIC omtales også ofte som ß-SIC, som hovedsageligt bruges til tynde film og belægningsmaterialer. Derfor er ß-SIC i øjeblikket et af de vigtigste materialer til belægninger.

3.2.SiliciumcarbidbelægningForberedelsesmetode

Der er mange muligheder for fremstilling af siliciumcarbidbelægninger, herunder gel-solmetode, sprøjtemetode, ionstrålesprøjtningsmetode, kemisk dampreaktionsmetode (CVR) og kemisk dampaflejringsmetode (CVD). Blandt dem er kemisk dampaflejringsmetode (CVD) i øjeblikket hovedteknologien til fremstilling af SIC -overtræk. Denne metode aflejrer SIC -overtræk på overfladen af ​​underlaget gennem gasfase -reaktion, som har fordelene ved tæt binding mellem belægningen og underlaget, hvilket forbedrer oxidationsmodstanden og ablationsmodstanden for substratmaterialet.

Sintringsmetoden med høj temperatur ved at placere grafitsubstratet i indlejringspulveret og sintrende det ved høj temperatur under en inert atmosfære danner endelig en SIC-belægning på overfladen af ​​underlaget, der kaldes indlejringsmetoden. Selvom denne metode er enkel, og belægningen er tæt bundet til underlaget, er belægningenes ensartethed i tykkelsesretningen dårlig, og huller er tilbøjelige til at vises, hvilket reducerer oxidationsmodstanden.

✔ Sprøjtningsmetodeninvolverer sprøjtning af flydende råmaterialer på overfladen af ​​grafitsubstratet og derefter størkning af råmaterialerne ved en bestemt temperatur for at danne en belægning. Selvom denne metode er billig, er belægningen svagt bundet til underlaget, og belægningen har dårlig ensartethed, tynd tykkelse og dårlig oxidationsmodstand og kræver normalt yderligere behandling.

✔ Ion Beam SprøjtningsteknologiBruger en ionstrålepistol til at sprøjte smeltet eller delvist smeltet materiale på overfladen af ​​et grafitsubstrat, som derefter størkner og bindinger for at danne en belægning. Selvom operationen er enkel og kan producere en relativt tæt siliciumcarbidbelægning, er belægningen let at bryde og har dårlig oxidationsmodstand. Det bruges normalt til at fremstille SIC-kompositbelægninger af høj kvalitet.

✔ Sol-gel-metode, denne metode involverer at fremstille en ensartet og gennemsigtig SOL -opløsning, anvender den på overfladen af ​​underlaget og derefter tørre og sintring for at danne en belægning. Selvom operationen er enkel, og omkostningerne er lav, har den forberedte belægning lav termisk stødmodstand og er tilbøjelig til at revne, så dens anvendelsesområde er begrænset.

✔ Kemisk dampreaktionsteknologi (CVR): CVR bruger Si og SiO2 -pulver til at generere SiO -damp og danner en SIC -belægning ved kemisk reaktion på overfladen af ​​carbonmaterialesubstratet. Selvom der kan fremstilles en tæt bundet belægning, kræves en højere reaktionstemperatur, og omkostningerne er høje.

✔ Kemisk dampaflejring (CVD): CVD er i øjeblikket den mest anvendte teknologi til fremstilling af SIC -overtræk, og SIC -overtræk dannes af gasfasreaktioner på overfladen af ​​underlaget. Belægningen, der er fremstillet ved denne metode, er tæt bundet til underlaget, hvilket forbedrer substratets oxidationsmodstand og ablationsmodstand, men kræver en lang deponeringstid, og reaktionsgassen kan være giftig.

Figur 3. Kemisk dampaflejringsdiagram

4. Markedskonkurrence ogDet halvleder'S teknologiske innovation

På markedet for SIC Coated Graphite -substrat startede udenlandske producenter tidligere med åbenlyse førende fordele og en højere markedsandel. Internationalt er Xycard i Holland, SGL i Tyskland, Toyo Tanso i Japan, og MEMC i USA er mainstream -leverandører, og de monopoliserer dybest set det internationale marked. Imidlertid har Kina nu brudt gennem kerneteknologien for ensartet voksende SIC -overtræk på overfladen af ​​grafitsubstrater, og dens kvalitet er blevet verificeret af indenlandske og udenlandske kunder. På samme tid har det også visse konkurrencefordele i prisen, der kan opfylde kravene til MOCVD -udstyr til brug af SIC -coatede grafitunderlag. 

Det halvleder har været engageret i forskning og udvikling inden for områdetSic belægningerI mere end 20 år. Derfor har vi lanceret den samme bufferlagets teknologi som SGL. Gennem speciel behandlingsteknologi kan der tilsættes et bufferlag mellem grafit og siliciumcarbid for at øge levetiden med mere end to gange.