1. Prečo existuje apovlak z karbidu kremíka
Epitaxná vrstva je špecifický monokryštálový tenký film pestovaný na báze plátku prostredníctvom epitaxného procesu. Substrátový plátok a epitaxný tenký film sa súhrnne nazývajú epitaxné plátky. Medzi nimi ajepitaxný karbid kremíkavrstva sa pestuje na vodivom substráte karbidu kremíka, aby sa získal homogénny epitaxiálny plátok karbidu kremíka, ktorý sa môže ďalej vyrábať na energetické zariadenia, ako sú Schottkyho diódy, MOSFET a IGBT. Medzi nimi je najpoužívanejší substrát 4H-SiC.
Keďže všetky zariadenia sú v podstate realizované na epitaxii, kvalitaepitaxiamá veľký vplyv na výkon zariadenia, no kvalitu epitaxie ovplyvňuje spracovanie kryštálov a substrátov. Je v strednom článku odvetvia a zohráva veľmi kritickú úlohu pri rozvoji odvetvia.
Hlavné metódy prípravy epitaxných vrstiev karbidu kremíka sú: metóda rastu odparovaním; epitaxia v kvapalnej fáze (LPE); epitaxia molekulového lúča (MBE); chemická depozícia z pár (CVD).
Medzi nimi je chemická depozícia z pár (CVD) najpopulárnejšou homoepitaxiálnou metódou 4H-SiC. 4-H-SiC-CVD epitaxia vo všeobecnosti používa zariadenie CVD, ktoré môže zabezpečiť pokračovanie epitaxnej vrstvy 4H kryštálu SiC v podmienkach vysokej teploty rastu.
V zariadeniach CVD nemožno substrát umiestniť priamo na kov alebo jednoducho umiestniť na základňu na epitaxiálne nanášanie, pretože to zahŕňa rôzne faktory, ako je smer prúdenia plynu (horizontálny, vertikálny), teplota, tlak, fixácia a padajúce znečisťujúce látky. Preto je potrebná základňa a potom sa substrát umiestni na disk a potom sa na substrát uskutoční epitaxná depozícia pomocou technológie CVD. Táto základňa je grafitová základňa potiahnutá SiC.
Ako základná zložka má grafitový základ charakteristiky vysokej špecifickej pevnosti a špecifického modulu, dobrej odolnosti proti tepelným šokom a odolnosti proti korózii, ale počas výrobného procesu bude grafit korodovaný a práškovaný v dôsledku zvyškov korozívnych plynov a organických kovov. hmota a životnosť grafitovej základne sa výrazne zníži.
Padnutý grafitový prášok zároveň znečistí triesku. Vo výrobnom procese epitaxných plátkov z karbidu kremíka je ťažké splniť čoraz prísnejšie požiadavky ľudí na použitie grafitových materiálov, čo vážne obmedzuje jeho vývoj a praktické použitie. Preto technológia povrchovej úpravy začala stúpať.
2. VýhodySiC povlak
Fyzikálne a chemické vlastnosti náteru majú prísne požiadavky na odolnosť voči vysokej teplote a korózii, ktoré priamo ovplyvňujú výťažnosť a životnosť produktu. SiC materiál má vysokú pevnosť, vysokú tvrdosť, nízky koeficient tepelnej rozťažnosti a dobrú tepelnú vodivosť. Je to dôležitý vysokoteplotný konštrukčný materiál a vysokoteplotný polovodičový materiál. Aplikuje sa na grafitový základ. Jeho výhody sú:
-SiC je odolný voči korózii a môže úplne obaliť grafitovú základňu a má dobrú hustotu, aby sa zabránilo poškodeniu korozívnym plynom.
-SiC má vysokú tepelnú vodivosť a vysokú pevnosť spojenia s grafitovým základom, čo zaisťuje, že povlak nebude ľahko odpadávať po viacerých cykloch pri vysokej a nízkej teplote.
-SiC má dobrú chemickú stabilitu, aby sa zabránilo zlyhaniu povlaku vo vysokoteplotnej a korozívnej atmosfére.
Okrem toho epitaxné pece z rôznych materiálov vyžadujú grafitové podnosy s rôznymi ukazovateľmi výkonu. Súčiniteľ tepelnej rozťažnosti grafitových materiálov vyžaduje prispôsobenie sa teplote rastu epitaxnej pece. Napríklad teplota epitaxiálneho rastu karbidu kremíka je vysoká a vyžaduje sa tácka s vysokým koeficientom tepelnej rozťažnosti. Koeficient tepelnej rozťažnosti SiC je veľmi blízky koeficientu grafitu, vďaka čomu je vhodný ako preferovaný materiál na povrchovú úpravu grafitovej základne.
Materiály SiC majú rôzne kryštálové formy a najbežnejšie sú 3C, 4H a 6H. Rôzne kryštalické formy SiC majú rôzne využitie. Napríklad 4H-SiC možno použiť na výrobu zariadení s vysokým výkonom; 6H-SiC je najstabilnejší a možno ho použiť na výrobu optoelektronických zariadení; 3C-SiC možno použiť na výrobu epitaxných vrstiev GaN a výrobu SiC-GaN RF zariadení, pretože má podobnú štruktúru ako GaN. 3C-SiC sa tiež bežne označuje ako β-SiC. Dôležité použitie β-SiC je ako tenký film a náterový materiál. Preto je β-SiC v súčasnosti hlavným materiálom na poťahovanie.
SiC povlaky sa bežne používajú pri výrobe polovodičov. Používajú sa hlavne v substrátoch, epitaxii, oxidačnej difúzii, leptaní a implantácii iónov. Fyzikálne a chemické vlastnosti náteru majú prísne požiadavky na odolnosť voči vysokej teplote a korózii, ktoré priamo ovplyvňujú výťažnosť a životnosť produktu. Preto je príprava povlaku SiC kritická.
Čas odoslania: 24. júna 2024