1. Miért van aszilícium-karbid bevonat
Az epitaxiális réteg egy speciális egykristályos vékony film, amelyet az ostya alapján az epitaxiális folyamat során növesztenek. A szubsztrát ostyát és az epitaxiális vékony filmet összefoglaló néven epitaxiális ostyáknak nevezzük. Közülük aszilícium-karbid epitaxiálisréteget növesztjük a vezetőképes szilícium-karbid szubsztrátumon, hogy szilícium-karbid homogén epitaxiális lapkát kapjunk, amelyből tovább lehet készíteni olyan tápegységeket, mint a Schottky-diódák, MOSFET-ek és IGBT-k. Közülük a legszélesebb körben használt 4H-SiC szubsztrát.
Mivel minden eszköz alapvetően epitaxián valósul meg, a minőségepitaxianagy hatással van az eszköz teljesítményére, de az epitaxia minőségét befolyásolja a kristályok és szubsztrátok feldolgozása. Egy iparág középső láncszemében van, és nagyon kritikus szerepet játszik az iparág fejlődésében.
A szilícium-karbid epitaxiális rétegek elkészítésének fő módszerei a következők: párolgásos növekedési módszer; folyadékfázisú epitaxia (LPE); molekuláris nyaláb epitaxia (MBE); kémiai gőzleválasztás (CVD).
Közülük a kémiai gőzleválasztás (CVD) a legnépszerűbb 4H-SiC homoepitaxiális módszer. A 4-H-SiC-CVD epitaxia általában CVD berendezést használ, amely biztosítja az epitaxiális réteg 4H kristály SiC folytatását magas növekedési hőmérsékleti körülmények között.
A CVD berendezésekben a szubsztrátum nem helyezhető közvetlenül a fémre, vagy egyszerűen csak egy alapra helyezhető epitaxiális lerakódáshoz, mert ez különféle tényezőktől függ, mint például a gázáramlás iránya (vízszintes, függőleges), hőmérséklet, nyomás, rögzítés és leeső szennyező anyagok. Ezért szükség van egy alapra, majd a lemezre kerül a hordozó, majd CVD technológiával epitaxiális felhordást végeznek a hordozón. Ez az alap a SiC bevonatú grafit alap.
Alapkomponensként a grafit alap jellemzői a nagy fajlagos szilárdság és fajlagos modulus, jó hősokkállóság és korrózióállóság, de a gyártási folyamat során a grafit korrodálódik és porosodik a korrozív gázok és fém szerves anyagok maradéka miatt. anyag, és a grafit alap élettartama jelentősen csökken.
Ugyanakkor a lehullott grafitpor szennyezi a forgácsot. A szilícium-karbid epitaxiális lapkák gyártási folyamata során nehéz eleget tenni az emberek egyre szigorúbb követelményeinek a grafitanyagok felhasználásával szemben, ami komolyan korlátozza annak fejlesztését és gyakorlati alkalmazását. Ezért a bevonat technológia emelkedni kezdett.
2. ElőnyeiSiC bevonat
A bevonat fizikai és kémiai tulajdonságai szigorú követelményeket támasztanak a magas hőmérséklet-állóság és a korrózióállóság tekintetében, amelyek közvetlenül befolyásolják a termék hozamát és élettartamát. A SiC anyag nagy szilárdsággal, nagy keménységgel, alacsony hőtágulási együtthatóval és jó hővezető képességgel rendelkezik. Fontos magas hőmérsékletű szerkezeti anyag és magas hőmérsékletű félvezető anyag. Grafit alapra alkalmazzák. Előnyei a következők:
- A SiC korrózióálló és teljesen be tudja burkolni a grafit alapot, és jó a sűrűsége, hogy elkerülje a korrozív gáz okozta károsodást.
-A SiC magas hővezető képességgel és nagy tapadási szilárdsággal rendelkezik a grafit alappal, így biztosítva, hogy a bevonat ne essen le könnyen többszöri magas és alacsony hőmérsékleti ciklus után.
- A SiC jó kémiai stabilitással rendelkezik, hogy megakadályozza a bevonat meghibásodását magas hőmérsékleten és korrozív atmoszférában.
Ezenkívül a különböző anyagokból készült epitaxiális kemencékhez különböző teljesítménymutatókkal rendelkező grafittálcákra van szükség. A grafit anyagok hőtágulási együtthatójának illesztése megköveteli az epitaxiális kemence növekedési hőmérsékletéhez való alkalmazkodást. Például a szilícium-karbid epitaxiális növekedésének hőmérséklete magas, és magas hőtágulási együtthatójú tálcára van szükség. A SiC hőtágulási együtthatója nagyon közel áll a grafitéhoz, így alkalmas a grafit alap felületének bevonására.
A SiC anyagoknak sokféle kristályformájuk van, és a leggyakoribbak a 3C, 4H és 6H. A SiC különböző kristályformáinak felhasználása eltérő. Például a 4H-SiC felhasználható nagy teljesítményű eszközök gyártására; A 6H-SiC a legstabilabb, és optoelektronikai eszközök gyártására használható; A 3C-SiC a GaN-hez hasonló szerkezete miatt GaN epitaxiális rétegek és SiC-GaN rádiófrekvenciás eszközök gyártására használható. A 3C-SiC-t általában β-SiC-nek is nevezik. A β-SiC fontos felhasználása vékony filmként és bevonóanyagként. Ezért jelenleg a β-SiC a fő bevonóanyag.
A SiC bevonatokat általában a félvezetőgyártásban használják. Főleg szubsztrátumokhoz, epitaxiához, oxidációs diffúzióhoz, maratáshoz és ionimplantációhoz használják. A bevonat fizikai és kémiai tulajdonságai szigorú követelményeket támasztanak a magas hőmérséklet és a korrózióállóság tekintetében, amelyek közvetlenül befolyásolják a termék hozamát és élettartamát. Ezért a SiC bevonat elkészítése kritikus.
Feladás időpontja: 2024. június 24