Γιατί το SIC επικάλυψε ένα βασικό υλικό πυρήνα για την επιταξιακή ανάπτυξη;

Στον εξοπλισμό CVD, το υπόστρωμα δεν μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο μέταλλο ή απλά σε μια βάση για επιταξιακή εναπόθεση, επειδή περιλαμβάνει διάφορους παράγοντες όπως η κατεύθυνση της ροής αερίου (οριζόντια, κάθετη), η θερμοκρασία, η πίεση, η σταθεροποίηση και η πτώση των ρύπων. Επομένως, απαιτείται βάση και στη συνέχεια το υπόστρωμα τοποθετείται στο δίσκο και στη συνέχεια εκτελείται επιταξιακή εναπόθεση στο υπόστρωμα χρησιμοποιώντας τεχνολογία CVD. Αυτή η βάση είναι ηΒάση γραφίτη επικαλυμμένου με SIC.

Ως συστατικό πυρήνα, η βάση γραφίτη έχει υψηλή ειδική αντοχή και μέτρο, καλή αντοχή σε θερμικό σοκ και αντοχή στη διάβρωση, αλλά κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας, ο γραφίτης θα διαβρωθεί και θα κονιοποιηθεί λόγω του υπολειπόμενου διαβρωτικού αερίου και της μεταλλικής οργανικής ύλης και η διάρκεια ζωής της βάσης γραφίτη θα μειωθεί σημαντικά. Ταυτόχρονα, η πεσμένη σκόνη γραφίτη θα προκαλέσει μόλυνση στο τσιπ. Στη διαδικασία παραγωγής τουεπιταξιακά πλακίδια πυριτίου, είναι δύσκολο να ικανοποιηθούν οι όλο και πιο αυστηρές απαιτήσεις χρήσης των ανθρώπων για υλικά γραφίτη, τα οποία περιορίζουν σοβαρά την ανάπτυξη και την πρακτική εφαρμογή του. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία επικάλυψης άρχισε να αυξάνεται.

Πλεονεκτήματα της επίστρωσης SIC στη βιομηχανία ημιαγωγών

Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες της επικάλυψης έχουν αυστηρές απαιτήσεις για αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση, οι οποίες επηρεάζουν άμεσα την απόδοση και τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Το υλικό SIC έχει υψηλή αντοχή, υψηλή σκληρότητα, συντελεστή χαμηλής θερμικής διαστολής και καλή θερμική αγωγιμότητα. Πρόκειται για ένα σημαντικό δομικό υλικό υψηλής θερμοκρασίας και υλικό ημιαγωγού υψηλής θερμοκρασίας. Εφαρμόζεται στη βάση γραφίτη. Τα πλεονεκτήματά του είναι:

1) Το SIC είναι ανθεκτικό στη διάβρωση και μπορεί να τυλίξει πλήρως τη βάση γραφίτη. Έχει καλή πυκνότητα και αποφεύγει τις ζημιές με διαβρωτικό αέριο.

2) Το SIC έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα και υψηλή αντοχή συγκόλλησης με τη βάση γραφίτη, εξασφαλίζοντας ότι η επικάλυψη δεν είναι εύκολο να πέσει μετά από πολλαπλούς κύκλους υψηλής θερμοκρασίας και χαμηλής θερμοκρασίας.

3) Το SIC έχει καλή χημική σταθερότητα για να αποφύγει την αποτυχία της επικάλυψης σε μια υψηλής θερμοκρασίας και διαβρωτική ατμόσφαιρα.

Βασικές φυσικές ιδιότητες της επίστρωσης CVD

Επιπλέον, οι επιταξιακοί φούρνοι διαφορετικών υλικών απαιτούν δίσκους γραφίτη με διαφορετικούς δείκτες απόδοσης. Η αντιστοίχιση του συντελεστή θερμικής διαστολής των υλικών γραφίτη απαιτεί προσαρμογή στη θερμοκρασία ανάπτυξης του επιταξιακού κλιβάνου. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία τουεπιταξία καρβιδίου πυριτίουείναι υψηλό και απαιτείται δίσκο με υψηλή αντιστοίχιση συντελεστή θερμικής διαστολής. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του SIC είναι πολύ κοντά σε αυτόν του γραφίτη, καθιστώντας τον κατάλληλο ως το προτιμώμενο υλικό για την επιφάνεια της βάσης του γραφίτη.

Τα υλικά SIC έχουν ποικιλία κρυστάλλων. Οι πιο συνηθισμένες είναι 3C, 4H και 6H. Το SIC διαφορετικών κρυστάλλων έχει διαφορετικές χρήσεις. Για παράδειγμα, το 4H-SIC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή συσκευών υψηλής ισχύος. Το 6H-SIC είναι το πιο σταθερό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή οπτοηλεκτρονικών συσκευών. Το 3C-SIC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή επιταξιακών στρωμάτων GaN και την κατασκευή συσκευών SIC-GAN RF λόγω της παρόμοιας δομής του με το GAN. Το 3C-SIC αναφέρεται επίσης ως β-SIC. Μια σημαντική χρήση του β-SIC είναι ως λεπτό φιλμ και υλικό επικάλυψης. Επομένως, το β-SIC είναι σήμερα το κύριο υλικό για επικάλυψη.

Χημική δομή-β-SIC

Ως κοινό αναλώσιμο στην παραγωγή ημιαγωγών, η επίστρωση SIC χρησιμοποιείται κυρίως σε υποστρώματα, επιταξία,διάχυση οξείδωσης, Εμπιστοποίηση χάραξης και ιόντων. Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες της επικάλυψης έχουν αυστηρές απαιτήσεις για αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση, οι οποίες επηρεάζουν άμεσα την απόδοση και τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Επομένως, η προετοιμασία της επικάλυψης SIC είναι κρίσιμη.