1. Mengapakah terdapat asalutan silikon karbida
Lapisan epitaxial ialah filem nipis kristal tunggal khusus yang ditanam berdasarkan wafer melalui proses epitaxial. Wafer substrat dan filem nipis epitaxial secara kolektif dipanggil wafer epitaxial. Antaranya, yangsilikon karbida epitaxiallapisan ditanam pada substrat silikon karbida konduktif untuk mendapatkan wafer epitaxial homogen silikon karbida, yang boleh terus dijadikan peranti kuasa seperti diod Schottky, MOSFET, dan IGBT. Antaranya, yang paling banyak digunakan ialah substrat 4H-SiC.
Oleh kerana semua peranti pada asasnya direalisasikan pada epitaksi, kualitiepitaksimempunyai kesan yang besar terhadap prestasi peranti, tetapi kualiti epitaksi dipengaruhi oleh pemprosesan kristal dan substrat. Ia berada dalam pautan tengah industri dan memainkan peranan yang sangat kritikal dalam pembangunan industri.
Kaedah utama untuk menyediakan lapisan epitaxial silikon karbida ialah: kaedah pertumbuhan penyejatan; epitaksi fasa cecair (LPE); epitaksi rasuk molekul (MBE); pemendapan wap kimia (CVD).
Antaranya, pemendapan wap kimia (CVD) adalah kaedah homoepitaxial 4H-SiC yang paling popular. Epitaksi 4-H-SiC-CVD secara amnya menggunakan peralatan CVD, yang boleh memastikan penerusan lapisan epitaxial 4H kristal SiC di bawah keadaan suhu pertumbuhan yang tinggi.
Dalam peralatan CVD, substrat tidak boleh diletakkan terus pada logam atau hanya diletakkan pada tapak untuk pemendapan epitaxial, kerana ia melibatkan pelbagai faktor seperti arah aliran gas (mendatar, menegak), suhu, tekanan, penetapan, dan bahan pencemar yang jatuh. Oleh itu, asas diperlukan, dan kemudian substrat diletakkan pada cakera, dan kemudian pemendapan epitaxial dilakukan pada substrat menggunakan teknologi CVD. Tapak ini ialah asas grafit bersalut SiC.
Sebagai komponen teras, asas grafit mempunyai ciri-ciri kekuatan spesifik yang tinggi dan modulus khusus, rintangan kejutan haba yang baik dan rintangan kakisan, tetapi semasa proses pengeluaran, grafit akan terhakis dan menjadi serbuk kerana sisa gas menghakis dan logam organik. jirim, dan hayat perkhidmatan asas grafit akan dikurangkan dengan banyak.
Pada masa yang sama, serbuk grafit yang jatuh akan mencemarkan cip. Dalam proses pengeluaran wafer epitaxial silikon karbida, sukar untuk memenuhi keperluan orang yang semakin ketat untuk penggunaan bahan grafit, yang secara serius menyekat pembangunan dan aplikasi praktikalnya. Oleh itu, teknologi salutan mula meningkat.
2. KelebihanSalutan SiC
Sifat fizikal dan kimia salutan mempunyai keperluan yang ketat untuk rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisan, yang secara langsung menjejaskan hasil dan hayat produk. Bahan SiC mempunyai kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah dan kekonduksian terma yang baik. Ia adalah bahan struktur suhu tinggi yang penting dan bahan semikonduktor suhu tinggi. Ia digunakan pada asas grafit. Kelebihannya ialah:
-SiC adalah tahan kakisan dan boleh membalut sepenuhnya asas grafit, dan mempunyai ketumpatan yang baik untuk mengelakkan kerosakan oleh gas menghakis.
-SiC mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan kekuatan ikatan yang tinggi dengan asas grafit, memastikan salutan tidak mudah jatuh selepas beberapa kitaran suhu tinggi dan suhu rendah.
-SiC mempunyai kestabilan kimia yang baik untuk mengelakkan salutan daripada gagal dalam suasana suhu tinggi dan menghakis.
Di samping itu, relau epitaxial bahan yang berbeza memerlukan dulang grafit dengan penunjuk prestasi yang berbeza. Padanan pekali pengembangan haba bahan grafit memerlukan penyesuaian kepada suhu pertumbuhan relau epitaxial. Sebagai contoh, suhu pertumbuhan epitaxial silikon karbida adalah tinggi, dan dulang dengan padanan pekali pengembangan haba yang tinggi diperlukan. Pekali pengembangan terma SiC adalah sangat hampir dengan grafit, menjadikannya sesuai sebagai bahan pilihan untuk salutan permukaan asas grafit.
Bahan SiC mempunyai pelbagai bentuk kristal, dan yang paling biasa ialah 3C, 4H dan 6H. Bentuk kristal SiC yang berbeza mempunyai kegunaan yang berbeza. Contohnya, 4H-SiC boleh digunakan untuk mengeluarkan peranti berkuasa tinggi; 6H-SiC adalah yang paling stabil dan boleh digunakan untuk mengeluarkan peranti optoelektronik; 3C-SiC boleh digunakan untuk menghasilkan lapisan epitaxial GaN dan mengeluarkan peranti RF SiC-GaN kerana strukturnya yang serupa dengan GaN. 3C-SiC juga biasanya dirujuk sebagai β-SiC. Penggunaan penting β-SiC adalah sebagai filem nipis dan bahan salutan. Oleh itu, β-SiC kini merupakan bahan utama untuk salutan.
Salutan SiC biasanya digunakan dalam pengeluaran semikonduktor. Ia digunakan terutamanya dalam substrat, epitaksi, penyebaran pengoksidaan, etsa dan implantasi ion. Sifat fizikal dan kimia salutan mempunyai keperluan yang ketat pada rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisan, yang secara langsung menjejaskan hasil dan hayat produk. Oleh itu, penyediaan salutan SiC adalah kritikal.
Masa siaran: Jun-24-2024