Zakaj je prevleka SiC ključni jedrni material za epitaksialno rast SiC?

Pri CVD opremi podlage ni mogoče namestiti neposredno na kovino ali preprosto na podlago za epitaksialno nanašanje, ker vključuje različne dejavnike, kot so smer pretoka plina (vodoravna, navpična), temperatura, tlak, fiksacija in padajoči onesnaževalci. Zato je potrebna osnova, nato pa se substrat namesti na disk, nato pa se na substrat izvede epitaksialno nanašanje s tehnologijo CVD. Ta osnova jeSiC prevlečena grafitna osnova.

Kot osrednja komponenta ima grafitna osnova visoko specifično trdnost in modul, dobro odpornost na toplotne udarce in odpornost proti koroziji, vendar bo med proizvodnim procesom grafit korodiral in zdrobljen zaradi ostankov korozivnega plina in kovinskih organskih snovi ter storitev. življenjska doba grafitne osnove se bo močno zmanjšala. Istočasno bo padli grafitni prah povzročil kontaminacijo čipa. V proizvodnem procesuepitaksialne rezine iz silicijevega karbida, je težko izpolniti vse strožje zahteve ljudi glede uporabe grafitnih materialov, kar resno omejuje njihov razvoj in praktično uporabo. Zato se je tehnologija premazov začela razvijati.

Prednosti prevleke SiC v industriji polprevodnikov

Fizikalne in kemijske lastnosti prevleke imajo stroge zahteve glede odpornosti na visoke temperature in odpornosti proti koroziji, kar neposredno vpliva na izkoristek in življenjsko dobo izdelka. SiC material ima visoko trdnost, visoko trdoto, nizek koeficient toplotnega raztezanja in dobro toplotno prevodnost. Je pomemben visokotemperaturni strukturni material in visokotemperaturni polprevodniški material. Nanaša se na grafitno podlago. Njegove prednosti so:

1) SiC je odporen proti koroziji in lahko v celoti ovije grafitno podlago. Ima dobro gostoto in preprečuje poškodbe zaradi korozivnega plina.

2) SiC ima visoko toplotno prevodnost in visoko moč lepljenja z grafitno osnovo, kar zagotavlja, da prevleka po večkratnih ciklih visokih in nizkih temperatur ne odpade enostavno.

3) SiC ima dobro kemično stabilnost, da se prepreči okvara prevleke v visokotemperaturni in jedki atmosferi.

Osnovne fizikalne lastnosti CVD SiC prevleke

Poleg tega epitaksialne peči iz različnih materialov zahtevajo grafitne pladnje z različnimi indikatorji delovanja. Ujemanje koeficienta toplotnega raztezanja grafitnih materialov zahteva prilagoditev na rastno temperaturo epitaksialne peči. Na primer, temperaturaepitaksija iz silicijevega karbidavisoka, zato je potreben pladenj z visokim koeficientom toplotnega raztezanja. Koeficient toplotne razteznosti SiC je zelo blizu grafita, zaradi česar je primeren kot prednostni material za površinsko prevleko grafitne osnove.

SiC materiali imajo različne kristalne oblike. Najpogostejši so 3C, 4H in 6H. SiC različnih kristalnih oblik ima različne uporabe. Na primer, 4H-SiC se lahko uporablja za izdelavo visoko zmogljivih naprav; 6H-SiC je najbolj stabilen in se lahko uporablja za izdelavo optoelektronskih naprav; 3C-SiC se lahko uporablja za izdelavo epitaksialnih plasti GaN in izdelavo RF naprav SiC-GaN zaradi podobne strukture kot GaN. 3C-SiC se običajno imenuje tudi β-SiC. Pomembna uporaba β-SiC je kot tanek film in premazni material. Zato je β-SiC trenutno glavni material za prevleko.

Kemijska-struktura-β-SiC

Kot običajen potrošni material v proizvodnji polprevodnikov se prevleka SiC uporablja predvsem v substratih, epitaksiji,oksidacijska difuzija, jedkanje in ionska implantacija. Fizikalne in kemijske lastnosti prevleke imajo stroge zahteve glede odpornosti na visoke temperature in odpornosti proti koroziji, kar neposredno vpliva na izkoristek in življenjsko dobo izdelka. Zato je priprava SiC prevleke kritična.