CVD покриття з карбіду кремнію
1. Чому існує апокриття з карбіду кремнію
Епітаксійний шар — це специфічна монокристалічна тонка плівка, вирощена на основі пластини за допомогою епітаксійного процесу. Пластина підкладки та епітаксіальна тонка плівка разом називаються епітаксіальними пластинами. Серед них,епітаксіальний карбід кремніюшар вирощують на провідній підкладці з карбіду кремнію, щоб отримати однорідну епітаксіальну пластину з карбіду кремнію, з якої можна надалі виготовляти силові пристрої, такі як діоди Шотткі, MOSFET і IGBT. Серед них найбільш широко використовуваною є підкладка 4H-SiC.
Оскільки всі пристрої в основному реалізовані на епітаксії, якістьепітаксіямає великий вплив на продуктивність пристрою, але на якість епітаксії впливає обробка кристалів і підкладок. Він знаходиться в середній ланці галузі і відіграє дуже важливу роль у розвитку галузі.
Основними методами одержання епітаксійних шарів карбіду кремнію є: метод вирощування наплавленням; рідкофазна епітаксія (РФЕ); молекулярно-променева епітаксія (МПЕ); хімічне осадження з газової фази (CVD).
Серед них найпопулярнішим гомоепітаксіальним методом 4H-SiC є хімічне осадження з парової фази (CVD). 4-H-SiC-CVD епітаксія зазвичай використовує обладнання CVD, яке може забезпечити продовження епітаксійного шару 4H кристалічного SiC в умовах високої температури росту.
У CVD-обладнанні підкладку не можна помістити безпосередньо на метал або просто помістити на основу для епітаксійного осадження, оскільки це включає різні фактори, такі як напрямок потоку газу (горизонтальний, вертикальний), температура, тиск, фіксація та падіння забруднюючих речовин. Тому потрібна основа, а потім підкладка поміщається на диск, а потім виконується епітаксіальне осадження на підкладку за технологією CVD. Цією основою є графітова основа з покриттям SiC.
Як основний компонент графітова основа має характеристики високої питомої міцності та питомого модуля, хорошу стійкість до термічного удару та корозійну стійкість, але під час виробничого процесу графіт піддається корозії та порошку через залишки корозійних газів та органічних металів. речовини, і термін служби графітової основи значно скоротиться.
При цьому осипався порошок графіту забруднює мікросхему. У процесі виробництва епітаксіальних пластин карбіду кремнію важко задовольнити все більш жорсткі вимоги людей до використання графітових матеріалів, що серйозно обмежує його розвиток і практичне застосування. Тому технологія покриття почала розвиватися.
2. ПеревагиSiC покриття
До фізико-хімічних властивостей покриття висуваються суворі вимоги щодо стійкості до високих температур і стійкості до корозії, що безпосередньо впливає на продуктивність і термін служби продукту. SiC матеріал має високу міцність, високу твердість, низький коефіцієнт теплового розширення та хорошу теплопровідність. Це важливий високотемпературний конструкційний матеріал і високотемпературний напівпровідниковий матеріал. Наноситься на графітову основу. Його переваги:
-SiC стійкий до корозії та може повністю огортати графітову основу та має хорошу щільність, щоб уникнути пошкодження корозійним газом.
-SiC має високу теплопровідність і високу міцність зв'язку з графітовою основою, що гарантує, що покриття не легко відпаде після кількох циклів високої та низької температури.
-SiC має гарну хімічну стабільність, щоб запобігти руйнуванню покриття у високій температурі та корозійній атмосфері.
Крім того, для епітаксіальних печей з різних матеріалів потрібні графітові лотки з різними експлуатаційними показниками. Узгодження коефіцієнта теплового розширення графітових матеріалів вимагає адаптації до температури росту епітаксіальної печі. Наприклад, температура епітаксійного росту карбіду кремнію є високою, і потрібна піддон із високим коефіцієнтом теплового розширення. Коефіцієнт теплового розширення SiC дуже близький до коефіцієнта графіту, що робить його придатним як кращий матеріал для поверхневого покриття графітової основи.
Матеріали SiC мають різноманітні кристалічні форми, і найпоширенішими є 3C, 4H і 6H. Різні кристалічні форми SiC мають різне використання. Наприклад, 4H-SiC можна використовувати для виготовлення потужних пристроїв; 6H-SiC найбільш стабільний і може використовуватися для виготовлення оптоелектронних пристроїв; 3C-SiC можна використовувати для виробництва епітаксійних шарів GaN і виготовлення радіочастотних пристроїв SiC-GaN через його структуру, подібну до GaN. 3C-SiC також зазвичай називають β-SiC. Важливим використанням β-SiC є тонка плівка та матеріал покриття. Таким чином, β-SiC в даний час є основним матеріалом для покриття.
Покриття SiC зазвичай використовуються у виробництві напівпровідників. Вони в основному використовуються в підкладках, епітаксії, окислювальній дифузії, травленні та іонній імплантації. До фізико-хімічних властивостей покриття пред’являються суворі вимоги щодо стійкості до високих температур і стійкості до корозії, які безпосередньо впливають на продуктивність і термін служби продукту. Тому підготовка покриття SiC є критичною.
Час публікації: 24 червня 2024 р