1. Proč existuje apovlak z karbidu křemíku
Epitaxní vrstva je specifický monokrystalický tenký film vyrostlý na bázi plátku prostřednictvím epitaxního procesu. Substrátový plátek a epitaxní tenký film se souhrnně nazývají epitaxní plátky. Mezi nimi,epitaxní z karbidu křemíkuvrstva se pěstuje na vodivém substrátu z karbidu křemíku, aby se získal homogenní epitaxní plátek z karbidu křemíku, který lze dále zpracovat na výkonová zařízení, jako jsou Schottkyho diody, MOSFETy a IGBT. Mezi nimi je nejpoužívanější substrát 4H-SiC.
Vzhledem k tomu, že všechna zařízení jsou v podstatě realizována na epitaxi, kvalitaepitaxemá velký vliv na výkon zařízení, ale kvalita epitaxe je ovlivněna zpracováním krystalů a substrátů. Je ve středním článku odvětví a hraje velmi důležitou roli v rozvoji odvětví.
Hlavní metody pro přípravu epitaxních vrstev karbidu křemíku jsou: metoda odpařování; epitaxe v kapalné fázi (LPE); epitaxe molekulárního svazku (MBE); chemická depozice z plynné fáze (CVD).
Mezi nimi je chemická depozice z plynné fáze (CVD) nejoblíbenější 4H-SiC homoepitaxní metodou. Epitaxe 4-H-SiC-CVD obecně používá zařízení CVD, které může zajistit pokračování epitaxní vrstvy 4H krystalu SiC za podmínek vysoké teploty růstu.
V CVD zařízení nelze substrát umístit přímo na kov nebo jednoduše umístit na základnu pro epitaxní nanášení, protože to zahrnuje různé faktory, jako je směr proudění plynu (horizontální, vertikální), teplota, tlak, fixace a padající znečišťující látky. Proto je potřeba základ a poté se substrát umístí na disk a poté se na substrát pomocí technologie CVD provede epitaxní depozice. Tato základna je grafitová základna potažená SiC.
Jako základní složka má grafitový základ vlastnosti vysoké měrné pevnosti a specifického modulu, dobrou odolnost proti tepelným šokům a odolnost proti korozi, ale během výrobního procesu bude grafit zkorodován a rozprášen v důsledku zbytků korozivních plynů a organických kovů. hmota a životnost grafitové základny se výrazně sníží.
Padlý grafitový prášek přitom čip znečistí. Při výrobě epitaxních destiček z karbidu křemíku je obtížné splnit stále přísnější požadavky lidí na použití grafitových materiálů, což vážně omezuje jeho vývoj a praktické použití. Technologie povlakování proto začala stoupat.
2. VýhodySiC povlak
Fyzikální a chemické vlastnosti povlaku mají přísné požadavky na vysokou teplotní odolnost a odolnost proti korozi, které přímo ovlivňují výtěžnost a životnost produktu. Materiál SiC má vysokou pevnost, vysokou tvrdost, nízký koeficient tepelné roztažnosti a dobrou tepelnou vodivost. Je to důležitý vysokoteplotní konstrukční materiál a vysokoteplotní polovodičový materiál. Aplikuje se na grafitový základ. Jeho výhody jsou:
-SiC je odolný proti korozi a může zcela obalit grafitovou základnu a má dobrou hustotu, aby se zabránilo poškození korozivním plynem.
-SiC má vysokou tepelnou vodivost a vysokou pevnost spojení s grafitovým základem, což zajišťuje, že povlak nelze snadno spadnout po několika vysokoteplotních a nízkoteplotních cyklech.
-SiC má dobrou chemickou stabilitu, aby se zabránilo selhání povlaku ve vysokoteplotní a korozivní atmosféře.
Kromě toho epitaxní pece z různých materiálů vyžadují grafitové podnosy s různými ukazateli výkonu. Přizpůsobení koeficientu tepelné roztažnosti grafitových materiálů vyžaduje přizpůsobení teplotě růstu epitaxní pece. Například teplota epitaxního růstu karbidu křemíku je vysoká a je vyžadována miska s vysokým koeficientem tepelné roztažnosti odpovídajícím. Koeficient tepelné roztažnosti SiC je velmi blízký koeficientu grafitu, takže je vhodný jako preferovaný materiál pro povrchovou úpravu grafitové báze.
Materiály SiC mají různé krystalické formy a nejběžnější jsou 3C, 4H a 6H. Různé krystalické formy SiC mají různá použití. Například 4H-SiC lze použít k výrobě vysoce výkonných zařízení; 6H-SiC je nejstabilnější a lze jej použít k výrobě optoelektronických zařízení; 3C-SiC lze použít k výrobě epitaxních vrstev GaN a výrobě SiC-GaN RF zařízení, protože má podobnou strukturu jako GaN. 3C-SiC je také běžně označován jako β-SiC. Důležité použití β-SiC je jako tenký film a povlakový materiál. Proto je β-SiC v současnosti hlavním materiálem pro povlakování.
Povlaky SiC se běžně používají při výrobě polovodičů. Používají se především v substrátech, epitaxi, oxidační difúzi, leptání a iontové implantaci. Fyzikální a chemické vlastnosti nátěru mají přísné požadavky na vysokou teplotní odolnost a odolnost proti korozi, které přímo ovlivňují výtěžnost a životnost produktu. Proto je příprava povlaku SiC kritická.
Čas odeslání: 24. června 2024