1. Waarom is er eencoating van siliciumcarbide
De epitaxiale laag is een specifieke dunne film met één kristal die op basis van de wafel is gegroeid via het epitaxiale proces. De substraatwafel en de epitaxiale dunne film worden gezamenlijk epitaxiale wafels genoemd. Onder hen deepitaxiaal siliciumcarbideEr wordt een laag op het geleidende siliciumcarbidesubstraat gegroeid om een homogene epitaxiale wafel van siliciumcarbide te verkrijgen, die verder kan worden verwerkt tot vermogensapparaten zoals Schottky-diodes, MOSFET's en IGBT's. Onder hen is het 4H-SiC-substraat het meest gebruikt.
Omdat alle apparaten in principe op epitaxie worden gerealiseerd, wordt de kwaliteit vanepitaxieheeft een grote invloed op de prestaties van het apparaat, maar de kwaliteit van epitaxie wordt beïnvloed door de verwerking van kristallen en substraten. Het bevindt zich in de middelste schakel van een industrie en speelt een zeer cruciale rol in de ontwikkeling van de industrie.
De belangrijkste methoden voor het vervaardigen van epitaxiale lagen van siliciumcarbide zijn: verdampingsgroeimethode; epitaxie in de vloeibare fase (LPE); moleculaire bundelepitaxie (MBE); chemische dampdepositie (CVD).
Onder hen is chemische dampafzetting (CVD) de meest populaire 4H-SiC-homo-epitaxiale methode. 4-H-SiC-CVD-epitaxie maakt over het algemeen gebruik van CVD-apparatuur, die de voortzetting van de epitaxiale laag 4H-kristal SiC kan garanderen onder omstandigheden van hoge groeitemperaturen.
Bij CVD-apparatuur kan het substraat niet rechtstreeks op het metaal worden geplaatst of eenvoudigweg op een basis worden geplaatst voor epitaxiale afzetting, omdat er verschillende factoren bij betrokken zijn, zoals de richting van de gasstroom (horizontaal, verticaal), temperatuur, druk, fixatie en vallende verontreinigende stoffen. Daarom is een basis nodig, waarna het substraat op de schijf wordt geplaatst en vervolgens epitaxiale afzetting op het substraat wordt uitgevoerd met behulp van CVD-technologie. Deze basis is de SiC-gecoate grafietbasis.
Als kerncomponent heeft de grafietbasis de kenmerken van een hoge specifieke sterkte en specifieke modulus, goede thermische schokbestendigheid en corrosieweerstand, maar tijdens het productieproces zal het grafiet worden gecorrodeerd en verpoederd als gevolg van de resten van corrosieve gassen en organische metalen. materie, en de levensduur van de grafietbasis zal aanzienlijk worden verminderd.
Tegelijkertijd zal het gevallen grafietpoeder de chip vervuilen. Bij het productieproces van epitaxiale wafels van siliciumcarbide is het moeilijk om te voldoen aan de steeds strengere eisen van mensen aan het gebruik van grafietmaterialen, wat de ontwikkeling en praktische toepassing ervan ernstig beperkt. Daarom begon de coatingtechnologie te stijgen.
2. Voordelen vanSiC-coating
De fysische en chemische eigenschappen van de coating stellen strenge eisen aan hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid, die rechtstreeks van invloed zijn op de opbrengst en levensduur van het product. SiC-materiaal heeft een hoge sterkte, hoge hardheid, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en goede thermische geleidbaarheid. Het is een belangrijk structureel materiaal voor hoge temperaturen en halfgeleidermateriaal voor hoge temperaturen. Het wordt toegepast op grafietbasis. De voordelen zijn:
-SiC is corrosiebestendig en kan de grafietbasis volledig omhullen, en heeft een goede dichtheid om schade door corrosief gas te voorkomen.
-SiC heeft een hoge thermische geleidbaarheid en een hoge hechtsterkte met de grafietbasis, waardoor de coating niet gemakkelijk loslaat na meerdere cycli bij hoge en lage temperaturen.
-SiC heeft een goede chemische stabiliteit om te voorkomen dat de coating bezwijkt in een hoge temperatuur en corrosieve atmosfeer.
Bovendien vereisen epitaxiale ovens van verschillende materialen grafietplaten met verschillende prestatie-indicatoren. De aanpassing van de thermische uitzettingscoëfficiënt van grafietmaterialen vereist aanpassing aan de groeitemperatuur van de epitaxiale oven. De temperatuur van de epitaxiale groei van siliciumcarbide is bijvoorbeeld hoog en er is een bak met een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt vereist. De thermische uitzettingscoëfficiënt van SiC ligt zeer dicht bij die van grafiet, waardoor het geschikt is als voorkeursmateriaal voor de oppervlaktecoating van de grafietbasis.
SiC-materialen hebben verschillende kristalvormen, en de meest voorkomende zijn 3C, 4H en 6H. Verschillende kristalvormen van SiC hebben verschillende toepassingen. 4H-SiC kan bijvoorbeeld worden gebruikt om apparaten met een hoog vermogen te vervaardigen; 6H-SiC is het meest stabiel en kan worden gebruikt voor de vervaardiging van opto-elektronische apparaten; 3C-SiC kan worden gebruikt om GaN-epitaxiale lagen te produceren en SiC-GaN RF-apparaten te vervaardigen vanwege de vergelijkbare structuur als GaN. 3C-SiC wordt ook vaak β-SiC genoemd. Een belangrijk gebruik van β-SiC is als dunne film en coatingmateriaal. Daarom is β-SiC momenteel het belangrijkste materiaal voor coating.
SiC-coatings worden vaak gebruikt bij de productie van halfgeleiders. Ze worden voornamelijk gebruikt in substraten, epitaxie, oxidatiediffusie, etsen en ionenimplantatie. De fysische en chemische eigenschappen van de coating stellen strenge eisen aan hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid, die rechtstreeks van invloed zijn op de opbrengst en levensduur van het product. Daarom is de voorbereiding van SiC-coating van cruciaal belang.
Posttijd: 24 juni 2024