De ce este acoperirea cu SiC un material de bază cheie pentru creșterea epitaxială a SiC?

În echipamentele CVD, substratul nu poate fi plasat direct pe metal sau pur și simplu pe o bază pentru depunerea epitaxială, deoarece implică diverși factori precum direcția fluxului de gaz (orizontal, vertical), temperatura, presiunea, fixarea și căderea poluanților. Prin urmare, este necesară o bază, apoi substratul este plasat pe disc, apoi depunerea epitaxială este efectuată pe substrat folosind tehnologia CVD. Această bază esteBaza de grafit acoperita cu SiC.

Ca o componentă de bază, baza de grafit are rezistență și modul specific ridicat, rezistență bună la șocuri termice și rezistență la coroziune, dar în timpul procesului de producție, grafitul va fi corodat și pulverizat din cauza gazului corosiv rezidual și a materiei organice metalice și a serviciului. durata de viață a bazei de grafit va fi mult redusă. În același timp, pulberea de grafit căzută va provoca contaminarea cipului. În procesul de producție alplachete epitaxiale cu carbură de siliciu, este dificil să se îndeplinească cerințele de utilizare din ce în ce mai stricte ale oamenilor pentru materialele din grafit, ceea ce limitează serios dezvoltarea și aplicarea lor practică. Prin urmare, tehnologia de acoperire a început să crească.

Avantajele acoperirii SiC în industria semiconductoarelor

Proprietățile fizice și chimice ale acoperirii au cerințe stricte pentru rezistența la temperaturi ridicate și rezistența la coroziune, care afectează direct randamentul și durata de viață a produsului. Materialul SiC are rezistență ridicată, duritate ridicată, coeficient scăzut de dilatare termică și conductivitate termică bună. Este un material structural important la temperatură înaltă și un material semiconductor la temperatură înaltă. Se aplică pe bază de grafit. Avantajele sale sunt:

1) SiC este rezistent la coroziune și poate înveli complet baza de grafit. Are o densitate bună și evită deteriorarea de către gazul coroziv.

2) SiC are o conductivitate termică ridicată și o rezistență ridicată de aderență cu baza de grafit, asigurându-se că stratul de acoperire nu poate cădea ușor după mai multe cicluri de temperatură înaltă și joasă.

3) SiC are o stabilitate chimică bună pentru a evita eșecul acoperirii într-o atmosferă corozivă și la temperatură ridicată.

Proprietățile fizice de bază ale acoperirii CVD SiC

În plus, cuptoarele epitaxiale din diferite materiale necesită tăvi de grafit cu indicatori de performanță diferiți. Potrivirea coeficientului de dilatare termică a materialelor din grafit necesită adaptarea la temperatura de creștere a cuptorului epitaxial. De exemplu, temperatura deepitaxie din carbură de siliciueste mare și este necesară o tavă cu coeficient de dilatare termică ridicat. Coeficientul de dilatare termică al SiC este foarte apropiat de cel al grafitului, făcându-l potrivit ca material preferat pentru acoperirea suprafeței bazei de grafit.

Materialele SiC au o varietate de forme cristaline. Cele mai comune sunt 3C, 4H și 6H. SiC de diferite forme de cristal are utilizări diferite. De exemplu, 4H-SiC poate fi utilizat pentru fabricarea dispozitivelor de mare putere; 6H-SiC este cel mai stabil și poate fi folosit pentru fabricarea dispozitivelor optoelectronice; 3C-SiC poate fi utilizat pentru a produce straturi epitaxiale GaN și pentru a produce dispozitive RF SiC-GaN datorită structurii sale similare cu GaN. 3C-SiC este, de asemenea, denumit în mod obișnuit β-SiC. O utilizare importantă a β-SiC este ca film subțire și material de acoperire. Prin urmare, β-SiC este în prezent principalul material pentru acoperire.

Structura-chimică-a-β-SiC

Ca consumabil comun în producția de semiconductori, acoperirea SiC este utilizată în principal în substraturi, epitaxie,difuzia de oxidare, gravare și implantare ionică. Proprietățile fizice și chimice ale acoperirii au cerințe stricte pentru rezistența la temperaturi ridicate și rezistența la coroziune, care afectează direct randamentul și durata de viață a produsului. Prin urmare, pregătirea acoperirii cu SiC este critică.