Што е графит-обложен графит подложен?

Слика 1. Сик-обложен графит подложен графит

1. Епитаксичен слој и неговата опрема

За време на процесот на производство на нафта, треба дополнително да изградиме епитаксијален слој на некои подлоги на нафта за да го олесниме производството на уреди. Епитаксијата се однесува на процесот на одгледување нов единствен кристал на единечен кристален подлога што е внимателно обработена со сечење, мелење и полирање. Новиот единечен кристал може да биде ист материјал како подлогата, или различен материјал (хомопитаксијален или хетероепитаксијален). Бидејќи новиот единечен кристален слој расте по кристалната фаза на подлогата, тој се нарекува епитаксијален слој, а производството на уреди се врши на епитаксијалниот слој. 

На пример, аГААСПИТАКИЈАЛСлојот се подготвува на силиконска подлога за LED уреди за емитување на светлината; аSic епитаксијаленСлојот се одгледува на спроводна SIC подлога за изградба на SBD, MOSFET и други уреди во апликации за напојување; Епитаксичен слој на ГАН е конструиран на полу-изолирачки SIC подлога за понатамошно производство на уреди, како што е ХЕМТ во апликации за радио фреквенција, како што се комуникации. Параметрите како што се дебелината на SIC епитаксијалните материјали и концентрацијата на носачот на позадината директно ги одредуваат различните електрични својства на SIC уредите. Во овој процес, не можеме да сториме без опрема за таложење на хемиска пареа (CVD).

Слика 2. Режими на раст на епитаксијалниот филм

2. Важноста на SIC обложен графит подлотор во опрема за CVD

Во CVD опремата, не можеме да ја поставиме подлогата директно на металот или едноставно на основа за епитаксијално таложење, затоа што вклучува многу фактори како што се насока на проток на гас (хоризонтална, вертикална), температура, притисок, фиксација и загадувачи. Затоа, треба да користиме подложен (носач на нафта) да ја постави подлогата на послужавник и да користи CVD технологија за да изврши епитаксично таложење на неа. Овој суксетор е SIC обложен со графит суксетор (исто така наречен послужавник).

2.1 Примена на SIC обложен графит подлотор во опрема MOCVD

СИК-обложениот графит подловач игра клучна улога воОпрема за таложење на метална органска хемиска пареа (MOCVD)да ги поддржува и загрева единечните кристални подлоги. Топлинската стабилност и термичката униформност на овој подложен се клучни за квалитетот на епитаксијалните материјали, така што се смета за неопходна јадро компонента во опремата MOCVD. Технологијата на метална органска хемиска пареа (MOCVD) во моментов е широко користена во епитаксијалниот раст на GAN тенки филмови во сини LED диоди, бидејќи има предности на едноставно работење, контролирана стапка на раст и висока чистота.

Како една од основните компоненти во опремата MOCVD, ветек полупроводничкиот графит Сускетор е одговорен за поддршка и загревање на единечни кристални подлоги, што директно влијае на униформноста и чистотата на тенок филмски материјали, а со тоа е поврзано со квалитетот на подготовката на епитаксијалните нафора. Бидејќи бројот на употреба се зголемува и работната околина се менува, графитниот подловач е склон да носи и затоа е класифициран како потрошен.

2.2. Карактеристики на SIC обложен графит подложен

За да се задоволат потребите на опремата MOCVD, облогата потребна за графитскиот подложник мора да има специфични карактеристики за да ги исполни следниве стандарди:

✔ Добра покриеност: Поставата SIC мора целосно да го покрие подложното и да има висок степен на густина за да спречи оштетување во корозивна околина на гас.

✔ Висока јачина на сврзување: Облогата треба да биде цврсто врзана со подложникот и не е лесно да се спушти по повеќе циклуси на висока температура и ниска температура.

✔ Добра хемиска стабилност: Облогата мора да има добра хемиска стабилност за да се избегне неуспех во висока температура и корозивни атмосфери.

2.3 Тешкотии и предизвици во совпаѓање на графит и силиконски карбидни материјали

Силиконскиот карбид (SIC) добро се одвива во епитаксијалните атмосфери на ГАН заради неговите предности како што се отпорност на корозија, висока топлинска спроводливост, термичка отпорност на шок и добра хемиска стабилност. Неговиот коефициент на термичка експанзија е сличен на оној на графит, што го прави најпосакуваниот материјал за облоги на графит.

Сепак, на крајот на краиштата,графитиСиликон карбидсе два различни материјали, и сè уште ќе има ситуации кога облогата има краток животен век, е лесен за пад и ги зголемува трошоците заради различни коефициенти на термичка експанзија. 

3. SIC технологија за обложување

3.1. Вообичаени типови на сик

Во моментов, вообичаените типови на SIC вклучуваат 3C, 4H и 6H, а различни видови на SIC се погодни за различни намени. На пример, 4H-SIC е погоден за производство на уреди со голема моќност, 6H-SIC е релативно стабилен и може да се користи за оптоелектронски уреди, а 3C-SIC може да се користи за да се подготват GAN епитаксични слоеви и производство на уреди SIC-GAN RF заради неговата слична структура со GAN. 3C-SIC исто така обично се нарекува β-SIC, кој главно се користи за тенки филмови и материјали за обложување. Затоа, β-SIC во моментов е еден од главните материјали за облоги.

3.2.Силиконски карбид обвивкаМетод на подготовка

Постојат многу опции за подготовка на облоги на силиконски карбид, вклучувајќи метод гел-SOL, метод на прскање, метод на прскање на јонски зрак, метод на реакција на хемиски пареа (CVR) и метод на таложење на хемиски пареа (CVD). Меѓу нив, методот за таложење на хемиски пареа (CVD) во моментов е главната технологија за подготовка на облоги на SIC. Овој метод ги депонира SIC обложувањата на површината на подлогата преку реакција на фаза на гас, што има предности на блиско сврзување помеѓу облогата и подлогата, подобрувајќи ја отпорноста на оксидацијата и отпорноста на аблација на материјалот на подлогата.

Методот за топење на висока температура, со ставање на графитната подлога во вградување во прав и ја топи на висока температура под инертен атмосфера, конечно формира SIC облога на површината на подлогата, што се нарекува метод на вградување. Иако овој метод е едноставен и облогата е цврсто поврзана со подлогата, униформноста на облогата во насока на дебелина е слаба, а дупките се склони да се појавуваат, што ја намалува отпорноста на оксидацијата.

✔ Методот за прскањеВклучува прскање течни суровини на површината на графитната подлога, а потоа зацврстување на суровините на одредена температура за да формирате облога. Иако овој метод е ниска цена, облогата е слабо поврзана со подлогата, а облогата има лоша униформност, тенка дебелина и лоша отпорност на оксидација и обично бара дополнителен третман.

✔ Технологија за прскање на јонски зракКористете пиштол за јонски зрак за да спреј стопен или делумно стопен материјал на површината на графитниот подлога, кој потоа ги зацврстува и врзува за да формира облога. Иако операцијата е едноставна и може да произведе релативно густа силиконска карбидна обвивка, облогата е лесна за пробивање и има лоша отпорност на оксидација. Обично се користи за да се подготват висококвалитетни SIC композитни облоги.

✔ Метод на сол-гел, овој метод вклучува подготовка на униформа и транспарентен раствор на СОЛ, примена на него на површината на подлогата, а потоа сушење и топење за да се формира облога. Иако операцијата е едноставна и цената е ниска, подготвената обвивка има ниска отпорност на термички шок и е склона кон пукање, така што неговиот опсег на апликација е ограничен.

✔ Технологија на реакција на хемиска пареа (CVR): CVR користи Si и SiO2 во прав за да генерира SIO пареа и формира SIC облога со хемиска реакција на површината на подлогата на јаглеродниот материјал. Иако може да се подготви цврсто врзана облога, потребна е поголема температура на реакција и цената е голема.

✔ Депонирање на хемиска пареа (CVD): CVD во моментов е најчесто користената технологија за подготовка на SIC облоги, а SIC обложувањата се формираат со реакции на гасна фаза на површината на подлогата. Облогата подготвена со овој метод е тесно поврзана со подлогата, со што се подобрува отпорноста на оксидацијата на подлогата и отпорноста на аблација, но бара долго време на таложење, а гасот на реакцијата може да биде токсичен.

Слика 3. Дијаграм на депонија на пареа

4. Конкуренција на пазарот иТоа полупроводникТехнолошка иновација

На пазарот со обложени графитни подложни SIC, странските производители започнаа порано, со очигледни водечки предности и поголем удел на пазарот. На меѓународно ниво, XyCard во Холандија, SGL во Германија, Toyo Tanso во Јапонија и MEMC во Соединетите држави се мејнстрим добавувачи, и тие во основа го монополизираат меѓународниот пазар. Како и да е, Кина сега ја пробиваше основната технологија на униформно растечки SIC облоги на површината на графитските подлоги, а неговиот квалитет е потврден од домашните и странските клиенти. Во исто време, има и одредени конкурентни предности во цената, што може да ги исполни барањата на опремата MOCVD за употреба на SIC обложени графитни подлоги. 

Полупроводникот на Ветек е ангажиран во истражување и развој во областа наSic облогиповеќе од 20 години. Затоа, ја лансиравме истата технологија за тампон слој како SGL. Преку специјална технологија за обработка, може да се додаде тампон слој помеѓу графит и силикон карбид за да се зголеми животниот век на услугата за повеќе од два пати.