1. Kodėl yra asilicio karbido danga
Epitaksinis sluoksnis yra specifinė vieno kristalo plona plėvelė, išauginta plokštelės pagrindu epitaksinio proceso metu. Substrato plokštelė ir epitaksinė plona plėvelė bendrai vadinamos epitaksinėmis plokštelėmis. Tarp jų,Silicio karbido epitaksinissluoksnis auginamas ant laidžiojo silicio karbido substrato, kad būtų gauta vienalytė silicio karbido epitaksinė plokštelė, iš kurios toliau galima gaminti maitinimo įrenginius, tokius kaip Schottky diodai, MOSFET ir IGBT. Tarp jų plačiausiai naudojamas 4H-SiC substratas.
Kadangi visi prietaisai iš esmės realizuojami epitaksijos pagrindu, kokybėepitaksijaturi didelę įtaką įrenginio veikimui, tačiau epitaksijos kokybei įtakos turi kristalų ir substratų apdorojimas. Tai yra vidurinė pramonės grandis ir vaidina labai svarbų vaidmenį plėtojant pramonę.
Pagrindiniai silicio karbido epitaksinių sluoksnių paruošimo būdai yra šie: garavimo augimo metodas; skystosios fazės epitaksija (LPE); molekulinio pluošto epitaksija (MBE); cheminis nusodinimas garais (CVD).
Tarp jų cheminis nusodinimas garais (CVD) yra populiariausias 4H-SiC homoepitaksinis metodas. 4-H-SiC-CVD epitaksijoje paprastai naudojama CVD įranga, kuri gali užtikrinti epitaksinio sluoksnio 4H kristalo SiC tęsimą esant aukštai augimo temperatūrai.
CVD įrangoje substrato negalima dėti tiesiai ant metalo arba tiesiog dėti ant pagrindo epitaksiniam nusodinimui, nes tai susiję su įvairiais veiksniais, tokiais kaip dujų srauto kryptis (horizontali, vertikali), temperatūra, slėgis, fiksacija ir krintantys teršalai. Todėl reikia pagrindo, tada substratas dedamas ant disko, o tada epitaksinis nusodinimas ant pagrindo atliekamas naudojant CVD technologiją. Šis pagrindas yra SiC dengtas grafito pagrindas.
Kaip pagrindinė sudedamoji dalis, grafito pagrindas pasižymi dideliu specifiniu stiprumu ir specifiniu moduliu, geru atsparumu šiluminiam smūgiui ir atsparumui korozijai, tačiau gamybos proceso metu grafitas bus korozijos ir miltelių pavidalo dėl korozinių dujų ir metalo organinių medžiagų likučių. medžiaga, o grafito pagrindo tarnavimo laikas labai sumažės.
Tuo pačiu metu iškritę grafito milteliai užterš lustą. Silicio karbido epitaksinių plokštelių gamybos procese sunku laikytis vis griežtesnių grafito medžiagų naudojimo reikalavimų, o tai labai riboja jų kūrimą ir praktinį pritaikymą. Todėl dengimo technologija pradėjo kilti.
2. PrivalumaiSiC danga
Fizinėms ir cheminėms dangos savybėms keliami griežti atsparumo aukštai temperatūrai ir atsparumo korozijai reikalavimai, kurie tiesiogiai įtakoja gaminio išeigą ir tarnavimo laiką. SiC medžiaga pasižymi dideliu stiprumu, dideliu kietumu, mažu šiluminio plėtimosi koeficientu ir geru šilumos laidumu. Tai svarbi aukštos temperatūros konstrukcinė medžiaga ir aukštos temperatūros puslaidininkinė medžiaga. Jis taikomas grafito pagrindui. Jo pranašumai yra šie:
-SiC yra atsparus korozijai ir gali visiškai apvynioti grafito pagrindą ir turi gerą tankį, kad būtų išvengta korozinių dujų pažeidimų.
-SiC pasižymi dideliu šilumos laidumu ir dideliu sukibimo stiprumu su grafito pagrindu, todėl danga nėra lengva nukristi po kelių aukštos ir žemos temperatūros ciklų.
-SiC turi gerą cheminį stabilumą, kad danga nesuges aukštoje temperatūroje ir korozinėje atmosferoje.
Be to, skirtingų medžiagų epitaksinėms krosnims reikia grafito padėklų su skirtingais veikimo rodikliais. Grafito medžiagų šiluminio plėtimosi koeficiento atitikimas reikalauja prisitaikyti prie epitaksinės krosnies augimo temperatūros. Pavyzdžiui, silicio karbido epitaksinio augimo temperatūra yra aukšta, todėl reikalingas padėklas su aukšto šiluminio plėtimosi koeficiento atitikimu. SiC šiluminio plėtimosi koeficientas yra labai artimas grafito koeficientui, todėl jis yra tinkama medžiaga grafito pagrindo paviršiaus dangai.
SiC medžiagos turi įvairių kristalų formų, o labiausiai paplitusios yra 3C, 4H ir 6H. Skirtingos SiC kristalų formos naudojamos skirtingai. Pavyzdžiui, 4H-SiC gali būti naudojamas didelės galios prietaisams gaminti; 6H-SiC yra stabiliausias ir gali būti naudojamas optoelektroniniams prietaisams gaminti; 3C-SiC gali būti naudojamas gaminant GaN epitaksinius sluoksnius ir SiC-GaN radijo dažnių prietaisus, nes jo struktūra panaši į GaN. 3C-SiC taip pat paprastai vadinamas β-SiC. Svarbus β-SiC panaudojimas yra plona plėvelė ir dangos medžiaga. Todėl β-SiC šiuo metu yra pagrindinė dangos medžiaga.
SiC dangos dažniausiai naudojamos puslaidininkių gamyboje. Jie daugiausia naudojami substratams, epitaksijai, oksidacijos difuzijai, ėsdinimui ir jonų implantavimui. Fizinėms ir cheminėms dangos savybėms keliami griežti atsparumo aukštai temperatūrai ir atsparumo korozijai reikalavimai, kurie tiesiogiai įtakoja gaminio išeigą ir tarnavimo laiką. Todėl SiC dangos paruošimas yra labai svarbus.
Paskelbimo laikas: 2024-06-24