1. Hvorfor er det ensilisiumkarbidbelegg
Det epitaksiale laget er en spesifikk en krystall tynn film dyrket på grunnlag av waferen gjennom den epitaksiale prosessen. Substratwaferen og den epitaksiale tynne filmen kalles samlet epitaksiale wafere. Blant dem ersilisiumkarbid epitaksiallaget dyrkes på det ledende silisiumkarbidsubstratet for å oppnå en homogen epitaksial skive av silisiumkarbid, som kan gjøres videre til kraftenheter som Schottky-dioder, MOSFET-er og IGBT-er. Blant dem er det mest brukte 4H-SiC-substratet.
Siden alle enheter i utgangspunktet er realisert på epitaksi, er kvaliteten påepitaksihar stor innvirkning på ytelsen til enheten, men kvaliteten på epitaksi påvirkes av behandlingen av krystaller og underlag. Det er midt i en bransje og spiller en svært kritisk rolle i utviklingen av bransjen.
Hovedmetodene for å fremstille epitaksiale lag av silisiumkarbid er: fordampningsvekstmetode; væskefase-epitaksi (LPE); molekylær stråleepitaksi (MBE); kjemisk dampavsetning (CVD).
Blant dem er kjemisk dampavsetning (CVD) den mest populære 4H-SiC-homoepitaksiale metoden. 4-H-SiC-CVD-epitaksi bruker generelt CVD-utstyr, som kan sikre fortsettelsen av det epitaksiale laget 4H-krystall SiC under høye veksttemperaturforhold.
I CVD-utstyr kan ikke underlaget plasseres direkte på metallet eller bare plasseres på en base for epitaksial avsetning, fordi det involverer ulike faktorer som gassstrømretning (horisontal, vertikal), temperatur, trykk, fiksering og fallende forurensninger. Derfor er det nødvendig med en base, og deretter plasseres substratet på disken, og deretter utføres epitaksial avsetning på substratet ved hjelp av CVD-teknologi. Denne basen er den SiC-belagte grafittbasen.
Som en kjernekomponent har grafittbasen egenskapene til høy spesifikk styrke og spesifikk modul, god termisk støtmotstand og korrosjonsmotstand, men under produksjonsprosessen vil grafitten korroderes og pulveriseres på grunn av rester av korrosive gasser og metallorganisk materie, og levetiden til grafittbasen vil bli sterkt redusert.
Samtidig vil det falne grafittpulveret forurense brikken. I produksjonsprosessen av epitaksiale silisiumkarbidskiver er det vanskelig å møte folks stadig strengere krav til bruk av grafittmaterialer, noe som alvorlig begrenser utviklingen og praktisk anvendelse. Derfor begynte beleggsteknologien å øke.
2. Fordeler medSiC belegg
De fysiske og kjemiske egenskapene til belegget har strenge krav til høy temperaturbestandighet og korrosjonsbestandighet, noe som direkte påvirker produktets utbytte og levetid. SiC-materiale har høy styrke, høy hardhet, lav termisk ekspansjonskoeffisient og god varmeledningsevne. Det er et viktig høytemperatur strukturelt materiale og høytemperatur halvledermateriale. Den påføres grafittbase. Dens fordeler er:
-SiC er korrosjonsbestandig og kan pakke inn grafittbasen fullstendig, og har god tetthet for å unngå skade av korrosiv gass.
-SiC har høy varmeledningsevne og høy bindestyrke med grafittbasen, noe som sikrer at belegget ikke er lett å falle av etter flere høy- og lavtemperatursykluser.
-SiC har god kjemisk stabilitet for å hindre at belegget svikter i en høytemperatur og korrosiv atmosfære.
I tillegg krever epitaksiale ovner av forskjellige materialer grafittbrett med forskjellige ytelsesindikatorer. Den termiske ekspansjonskoeffisienttilpasningen av grafittmaterialer krever tilpasning til veksttemperaturen til epitaksialovnen. For eksempel er temperaturen på epitaksial silisiumkarbidvekst høy, og det kreves et brett med høy termisk ekspansjonskoeffisient. Den termiske ekspansjonskoeffisienten til SiC er svært nær den for grafitt, noe som gjør den egnet som det foretrukne materialet for overflatebelegget av grafittbasen.
SiC-materialer har en rekke krystallformer, og de vanligste er 3C, 4H og 6H. Ulike krystallformer av SiC har forskjellige bruksområder. For eksempel kan 4H-SiC brukes til å produsere enheter med høy effekt; 6H-SiC er den mest stabile og kan brukes til å produsere optoelektroniske enheter; 3C-SiC kan brukes til å produsere GaN epitaksiale lag og produsere SiC-GaN RF-enheter på grunn av dens lignende struktur som GaN. 3C-SiC er også ofte referert til som β-SiC. En viktig bruk av β-SiC er som en tynn film og beleggmateriale. Derfor er β-SiC for tiden hovedmaterialet for belegg.
SiC-belegg er ofte brukt i halvlederproduksjon. De brukes hovedsakelig i substrater, epitaksi, oksidasjonsdiffusjon, etsing og ioneimplantasjon. De fysiske og kjemiske egenskapene til belegget har strenge krav til høy temperaturbestandighet og korrosjonsbestandighet, noe som direkte påvirker produktets utbytte og levetid. Derfor er utarbeidelsen av SiC-belegg kritisk.
Innleggstid: 24. juni 2024