چرا پوشش SiC یک ماده اصلی اصلی برای رشد اپیتاکسیال SiC است؟

در تجهیزات CVD، بستر را نمی توان مستقیماً روی فلز یا به سادگی روی پایه ای برای رسوب دهی همپایه قرار داد، زیرا شامل عوامل مختلفی مانند جهت جریان گاز (افقی، عمودی)، دما، فشار، تثبیت و ریزش آلاینده ها است. بنابراین نیاز به یک پایه است و سپس بستر روی دیسک قرار می گیرد و سپس با استفاده از فناوری CVD، رسوب اپیتاکسیال روی بستر انجام می شود. این پایه استپایه گرافیتی با پوشش SiC.

به عنوان یک جزء اصلی، پایه گرافیت دارای استحکام و مدول ویژه بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی است، اما در طول فرآیند تولید، گرافیت به دلیل گاز خورنده باقیمانده و مواد آلی فلزی و خدمات، خورده و پودر می شود. عمر پایه گرافیتی تا حد زیادی کاهش می یابد. در عین حال، پودر گرافیت افتاده باعث آلودگی تراشه می شود. در فرآیند تولید ازویفرهای اپیتاکسیال کاربید سیلیکون، برآوردن الزامات استفاده سختگیرانه مردم برای مواد گرافیت دشوار است، که به طور جدی توسعه و کاربرد عملی آن را محدود می کند. بنابراین، تکنولوژی پوشش شروع به افزایش کرد.

مزایای پوشش SiC در صنعت نیمه هادی

خواص فیزیکی و شیمیایی پوشش الزامات سختی برای مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارد که مستقیماً بر عملکرد و عمر محصول تأثیر می گذارد. مواد SiC دارای استحکام بالا، سختی بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین و هدایت حرارتی خوب است. این یک ماده ساختاری با دمای بالا و ماده نیمه هادی با دمای بالا است. برای پایه گرافیت اعمال می شود. مزایای آن عبارتند از:

1) SiC در برابر خوردگی مقاوم است و می تواند پایه گرافیت را به طور کامل بپیچد. چگالی خوبی دارد و از آسیب گازهای خورنده جلوگیری می کند.

2) SiC دارای رسانایی حرارتی بالا و استحکام پیوند بالا با پایه گرافیتی است که اطمینان حاصل می کند که پس از چندین چرخه در دمای بالا و دمای پایین به راحتی از بین نمی رود.

3) SiC پایداری شیمیایی خوبی برای جلوگیری از شکست پوشش در یک جو با دمای بالا و خورنده دارد.

خواص فیزیکی اولیه پوشش CVD SiC

علاوه بر این، کوره های اپیتاکسیال از مواد مختلف به سینی های گرافیتی با شاخص های عملکرد متفاوت نیاز دارند. تطبیق ضریب انبساط حرارتی مواد گرافیتی مستلزم سازگاری با دمای رشد کوره اپیتاکسیال است. به عنوان مثال، دمایاپیتاکسی کاربید سیلیکونبالا است و سینی با تطابق ضریب انبساط حرارتی بالا مورد نیاز است. ضریب انبساط حرارتی SiC بسیار نزدیک به گرافیت است و آن را به عنوان ماده ترجیحی برای پوشش سطح پایه گرافیت مناسب می کند.

مواد SiC دارای اشکال کریستالی متنوعی هستند. رایج ترین آنها 3C، 4H و 6H هستند. SiC اشکال مختلف کریستالی کاربردهای متفاوتی دارد. به عنوان مثال، 4H-SiC می تواند برای تولید دستگاه های پرقدرت استفاده شود. 6H-SiC پایدارترین است و می توان از آن برای ساخت دستگاه های الکترونیک نوری استفاده کرد. از 3C-SiC می توان برای تولید لایه های همپای GaN و ساخت دستگاه های RF SiC-GaN به دلیل ساختار مشابه با GaN استفاده کرد. 3C-SiC معمولاً به عنوان β-SiC نیز شناخته می شود. یکی از کاربردهای مهم β-SiC به عنوان یک لایه نازک و مواد پوششی است. بنابراین، β-SiC در حال حاضر ماده اصلی برای پوشش است.

ساختار شیمیایی β-SiC

به عنوان یک ماده مصرفی رایج در تولید نیمه هادی، پوشش SiC عمدتاً در بسترها، اپیتاکسی،انتشار اکسیداسیون، اچینگ و کاشت یون. خواص فیزیکی و شیمیایی پوشش الزامات سختی برای مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی دارد که مستقیماً بر عملکرد و عمر محصول تأثیر می گذارد. بنابراین، تهیه پوشش SiC حیاتی است.