CVD silīcija karbīda pārklājums
1. Kāpēc ir asilīcija karbīda pārklājums
Epitaksiālais slānis ir īpaša viena kristāla plāna plēve, kas epitaksiskā procesa laikā izaudzēta uz vafeles bāzes. Substrāta plāksnīte un epitaksiālā plānā plēve kopā tiek sauktas par epitaksiālajām plāksnēm. Starp tiem,silīcija karbīda epitaksiālsslānis tiek audzēts uz vadoša silīcija karbīda substrāta, lai iegūtu silīcija karbīda viendabīgu epitaksiālo plāksni, ko var tālāk pārveidot par strāvas ierīcēm, piemēram, Šotkija diodēm, MOSFET un IGBT. Starp tiem visplašāk izmantotais ir 4H-SiC substrāts.
Tā kā visas ierīces pamatā ir realizētas uz epitaksijas, kvalitāteepitaksijair liela ietekme uz ierīces veiktspēju, bet epitaksijas kvalitāti ietekmē kristālu un substrātu apstrāde. Tā atrodas nozares vidējā posmā, un tai ir ļoti svarīga loma nozares attīstībā.
Galvenās metodes silīcija karbīda epitaksiālo slāņu sagatavošanai ir: iztvaikošanas augšanas metode; šķidrās fāzes epitaksija (LPE); molekulārā stara epitaksija (MBE); ķīmiskā tvaiku pārklāšana (CVD).
Starp tiem ķīmiskā tvaiku pārklāšana (CVD) ir vispopulārākā 4H-SiC homoepitaksiālā metode. 4-H-SiC-CVD epitaksijā parasti tiek izmantots CVD aprīkojums, kas var nodrošināt epitaksiālā slāņa 4H kristāla SiC nepārtrauktību augstas augšanas temperatūras apstākļos.
CVD iekārtās substrātu nevar novietot tieši uz metāla vai vienkārši novietot uz pamatnes epitaksiālai nogulsnēšanai, jo tas ir saistīts ar dažādiem faktoriem, piemēram, gāzes plūsmas virzienu (horizontāli, vertikāli), temperatūru, spiedienu, fiksāciju un krītošiem piesārņotājiem. Tāpēc ir nepieciešama pamatne, un pēc tam substrāts tiek novietots uz diska, un pēc tam tiek veikta epitaksiālā nogulsnēšanās uz pamatnes, izmantojot CVD tehnoloģiju. Šī bāze ir ar SiC pārklāta grafīta pamatne.
Kā galvenajai sastāvdaļai grafīta pamatnei ir augstas īpatnējās stiprības un īpatnējā moduļa īpašības, laba termiskā triecienizturība un izturība pret koroziju, bet ražošanas procesā grafīts koroziju izraisošo gāzu un metāla organisko vielu atlikumu dēļ tiks sarūsēts un pulverveida. matērija, un grafīta pamatnes kalpošanas laiks tiks ievērojami samazināts.
Tajā pašā laikā nokritušais grafīta pulveris piesārņos mikroshēmu. Silīcija karbīda epitaksiālo plātņu ražošanas procesā ir grūti izpildīt cilvēku arvien stingrākas prasības attiecībā uz grafīta materiālu izmantošanu, kas nopietni ierobežo tā izstrādi un praktisko pielietojumu. Tāpēc pārklājuma tehnoloģija sāka pieaugt.
2. PriekšrocībasSiC pārklājums
Pārklājuma fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām ir stingras prasības attiecībā uz izturību pret augstu temperatūru un izturību pret koroziju, kas tieši ietekmē produkta ražu un kalpošanas laiku. SiC materiālam ir augsta izturība, augsta cietība, zems termiskās izplešanās koeficients un laba siltumvadītspēja. Tas ir svarīgs augstas temperatūras konstrukcijas materiāls un augstas temperatūras pusvadītāju materiāls. Tas tiek uzklāts uz grafīta pamatnes. Tās priekšrocības ir:
-SiC ir izturīgs pret koroziju un var pilnībā ietīt grafīta pamatni, un tam ir labs blīvums, lai izvairītos no korozīvās gāzes bojājumiem.
-SiC ir augsta siltumvadītspēja un augsta savienojuma izturība ar grafīta pamatni, kas nodrošina, ka pārklājums nav viegli nobirst pēc vairākiem augstas un zemas temperatūras cikliem.
-SiC ir laba ķīmiskā stabilitāte, lai novērstu pārklājuma sabojāšanos augstas temperatūras un korozīvā atmosfērā.
Turklāt dažādu materiālu epitaksiālajām krāsnīm ir nepieciešamas grafīta paplātes ar dažādiem darbības rādītājiem. Grafīta materiālu termiskās izplešanās koeficienta saskaņošanai ir jāpielāgojas epitaksiālās krāsns augšanas temperatūrai. Piemēram, silīcija karbīda epitaksiālās augšanas temperatūra ir augsta, un ir nepieciešama paplāte ar augstu termiskās izplešanās koeficienta atbilstību. SiC termiskās izplešanās koeficients ir ļoti tuvs grafīta koeficientam, tāpēc tas ir piemērots kā vēlamais materiāls grafīta pamatnes virsmas pārklājumam.
SiC materiāliem ir dažādas kristālu formas, un visizplatītākās ir 3C, 4H un 6H. Dažādām SiC kristālu formām ir dažādi pielietojumi. Piemēram, 4H-SiC var izmantot lieljaudas ierīču ražošanai; 6H-SiC ir visstabilākais, un to var izmantot optoelektronisko ierīču ražošanai; 3C-SiC var izmantot, lai ražotu GaN epitaksiālos slāņus un ražotu SiC-GaN RF ierīces, jo tā struktūra ir līdzīga GaN. 3C-SiC parasti dēvē arī par β-SiC. Svarīgs β-SiC lietojums ir kā plānas plēves un pārklājuma materiāls. Tāpēc β-SiC pašlaik ir galvenais pārklājuma materiāls.
SiC pārklājumus parasti izmanto pusvadītāju ražošanā. Tos galvenokārt izmanto substrātos, epitaksijā, oksidācijas difūzijā, kodināšanā un jonu implantācijā. Pārklājuma fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām ir stingras prasības attiecībā uz izturību pret augstu temperatūru un izturību pret koroziju, kas tieši ietekmē produkta ražu un kalpošanas laiku. Tāpēc SiC pārklājuma sagatavošana ir ļoti svarīga.
Izlikšanas laiks: 2024. gada 24. jūnijs