1. Varför finns det enkiselkarbidbeläggning
Det epitaxiella lagret är en specifik tunn enkristallfilm som odlas på basis av skivan genom den epitaxiella processen. Substratskivan och den epitaxiella tunna filmen kallas tillsammans epitaxiella wafers. Bland dem, denkiselkarbid epitaxiellskiktet odlas på det ledande kiselkarbidsubstratet för att erhålla en homogen epitaxial kiselkarbidskiva, som vidare kan göras till kraftenheter såsom Schottky-dioder, MOSFETs och IGBTs. Bland dem är det mest använda 4H-SiC-substratet.
Eftersom alla enheter är i princip realiserade på epitaxi, kvaliteten påepitaxihar stor inverkan på enhetens prestanda, men kvaliteten på epitaxi påverkas av bearbetningen av kristaller och substrat. Det är i mitten av en bransch och spelar en mycket avgörande roll i utvecklingen av branschen.
De huvudsakliga metoderna för att framställa epitaxiella skikt av kiselkarbid är: avdunstningstillväxtmetod; flytande fasepitaxi (LPE); molekylär strålepitaxi (MBE); kemisk ångavsättning (CVD).
Bland dem är kemisk ångavsättning (CVD) den mest populära 4H-SiC-homoepitaxialmetoden. 4-H-SiC-CVD-epitaxi använder i allmänhet CVD-utrustning, som kan säkerställa fortsättningen av det epitaxiella lagret 4H-kristall SiC under höga tillväxttemperaturförhållanden.
I CVD-utrustning kan substratet inte placeras direkt på metallen eller helt enkelt placeras på en bas för epitaxiell avsättning, eftersom det involverar olika faktorer såsom gasflödesriktning (horisontell, vertikal), temperatur, tryck, fixering och fallande föroreningar. Därför behövs en bas, och sedan placeras substratet på skivan, och sedan utförs epitaxiell avsättning på substratet med CVD-teknik. Denna bas är den SiC-belagda grafitbasen.
Som en kärnkomponent har grafitbasen egenskaperna för hög specifik hållfasthet och specifik modul, god termisk chockbeständighet och korrosionsbeständighet, men under tillverkningsprocessen kommer grafiten att korroderas och pulveriseras på grund av rester av korrosiva gaser och metallorganiska materia, och livslängden för grafitbasen kommer att reduceras avsevärt.
Samtidigt kommer det nedfallna grafitpulvret att förorena chipet. I produktionsprocessen av epitaxiella wafers av kiselkarbid är det svårt att möta människors allt strängare krav på användningen av grafitmaterial, vilket allvarligt begränsar dess utveckling och praktiska tillämpning. Därför började beläggningstekniken att stiga.
2. Fördelar medSiC-beläggning
Beläggningens fysikaliska och kemiska egenskaper ställer höga krav på hög temperaturbeständighet och korrosionsbeständighet, vilket direkt påverkar produktens utbyte och livslängd. SiC-material har hög hållfasthet, hög hårdhet, låg värmeutvidgningskoefficient och god värmeledningsförmåga. Det är ett viktigt högtemperaturstrukturmaterial och högtemperaturhalvledarmaterial. Den appliceras på grafitbas. Dess fördelar är:
-SiC är korrosionsbeständig och kan helt linda grafitbasen, och har god densitet för att undvika skador av korrosiv gas.
-SiC har hög värmeledningsförmåga och hög bindningsstyrka med grafitbasen, vilket säkerställer att beläggningen inte är lätt att falla av efter flera hög- och lågtemperaturcykler.
-SiC har god kemisk stabilitet för att förhindra att beläggningen går sönder i en hög temperatur och korrosiv atmosfär.
Dessutom kräver epitaxiella ugnar av olika material grafitbrickor med olika prestandaindikatorer. Värmeutvidgningskoefficientens anpassning av grafitmaterial kräver anpassning till växttemperaturen för den epitaxiella ugnen. Till exempel är temperaturen för epitaxiell tillväxt av kiselkarbid hög, och en bricka med en hög värmeutvidgningskoefficientanpassning krävs. Den termiska expansionskoefficienten för SiC är mycket nära den för grafit, vilket gör den lämplig som det föredragna materialet för ytbeläggning av grafitbasen.
SiC-material har en mängd olika kristallformer, och de vanligaste är 3C, 4H och 6H. Olika kristallformer av SiC har olika användningsområden. Till exempel kan 4H-SiC användas för att tillverka högeffektsenheter; 6H-SiC är den mest stabila och kan användas för att tillverka optoelektroniska enheter; 3C-SiC kan användas för att producera GaN epitaxiella skikt och tillverka SiC-GaN RF-enheter på grund av dess liknande struktur som GaN. 3C-SiC kallas också vanligtvis för β-SiC. En viktig användning av β-SiC är som en tunn film och beläggningsmaterial. Därför är β-SiC för närvarande huvudmaterialet för beläggning.
SiC-beläggningar används ofta i halvledarproduktion. De används främst i substrat, epitaxi, oxidationsdiffusion, etsning och jonimplantation. Beläggningens fysikaliska och kemiska egenskaper ställer höga krav på hög temperaturbeständighet och korrosionsbeständighet, vilket direkt påverkar produktens utbyte och livslängd. Därför är beredningen av SiC-beläggning kritisk.
Posttid: 2024-jun-24