1. Hvorfor er der ensiliciumcarbid belægning
Det epitaksiale lag er en specifik enkelt krystal tynd film dyrket på basis af waferen gennem den epitaksiale proces. Substratwaferen og den epitaksiale tynde film kaldes tilsammen epitaksiale wafers. Blandt demsiliciumcarbid epitaksiallag dyrkes på det ledende siliciumcarbidsubstrat for at opnå en homogen epitaksial siliciumcarbidwafer, som yderligere kan gøres til strømenheder såsom Schottky-dioder, MOSFET'er og IGBT'er. Blandt dem er det mest udbredte 4H-SiC-substrat.
Da alle enheder grundlæggende er realiseret på epitaksi, er kvaliteten afepitaksihar stor indflydelse på enhedens ydeevne, men kvaliteten af epitaksi påvirkes af behandlingen af krystaller og substrater. Det er i midten af en industri og spiller en meget afgørende rolle i udviklingen af industrien.
De vigtigste metoder til fremstilling af epitaksiale siliciumcarbidlag er: fordampningsvækstmetode; væskefase-epitaksi (LPE); molekylær stråleepitaksi (MBE); kemisk dampaflejring (CVD).
Blandt dem er kemisk dampaflejring (CVD) den mest populære 4H-SiC-homoepitaxiale metode. 4-H-SiC-CVD-epitaksi bruger generelt CVD-udstyr, som kan sikre fortsættelsen af det epitaksiale lag 4H krystal SiC under høje væksttemperaturforhold.
I CVD-udstyr kan substratet ikke placeres direkte på metallet eller blot placeres på en base til epitaksial aflejring, fordi det involverer forskellige faktorer såsom gasstrømningsretning (vandret, lodret), temperatur, tryk, fiksering og faldende forurenende stoffer. Derfor er der behov for en base, og derefter placeres substratet på skiven, og derefter udføres epitaksial aflejring på substratet ved hjælp af CVD-teknologi. Denne base er den SiC-belagte grafitbase.
Som en kernekomponent har grafitbasen karakteristika af høj specifik styrke og specifik modul, god termisk stødbestandighed og korrosionsbestandighed, men under produktionsprocessen vil grafitten blive korroderet og pulveriseret på grund af rester af ætsende gasser og organisk metal stof, og grafitbasens levetid vil blive stærkt reduceret.
Samtidig vil det nedfaldne grafitpulver forurene chippen. I produktionsprocessen af siliciumcarbid epitaksiale wafere er det vanskeligt at opfylde folks stadig strengere krav til brugen af grafitmaterialer, hvilket alvorligt begrænser dets udvikling og praktiske anvendelse. Derfor begyndte belægningsteknologien at stige.
2. Fordele vedSiC belægning
Belægningens fysiske og kemiske egenskaber stiller strenge krav til høj temperaturbestandighed og korrosionsbestandighed, hvilket direkte påvirker produktets udbytte og levetid. SiC-materiale har høj styrke, høj hårdhed, lav termisk udvidelseskoefficient og god varmeledningsevne. Det er et vigtigt højtemperatur-strukturmateriale og højtemperatur-halvledermateriale. Det påføres grafitbase. Dens fordele er:
-SiC er korrosionsbestandigt og kan pakke grafitbasen fuldt ud og har en god densitet for at undgå beskadigelse af ætsende gas.
-SiC har høj termisk ledningsevne og høj bindingsstyrke med grafitbasen, hvilket sikrer, at belægningen ikke er let at falde af efter flere høj- og lavtemperaturcyklusser.
-SiC har god kemisk stabilitet for at forhindre belægningen i at svigte i en høj temperatur og korrosiv atmosfære.
Derudover kræver epitaksiale ovne af forskellige materialer grafitbakker med forskellige ydeevneindikatorer. Den termiske udvidelseskoefficient-tilpasning af grafitmaterialer kræver tilpasning til væksttemperaturen i den epitaksiale ovn. For eksempel er temperaturen af siliciumcarbid epitaksial vækst høj, og en bakke med en høj termisk ekspansionskoefficienttilpasning er påkrævet. Den termiske udvidelseskoefficient for SiC er meget tæt på grafit, hvilket gør den velegnet som det foretrukne materiale til overfladebelægningen af grafitbasen.
SiC-materialer har en række forskellige krystalformer, og de mest almindelige er 3C, 4H og 6H. Forskellige krystalformer af SiC har forskellige anvendelser. For eksempel kan 4H-SiC bruges til at fremstille enheder med høj effekt; 6H-SiC er den mest stabile og kan bruges til at fremstille optoelektroniske enheder; 3C-SiC kan bruges til at producere GaN epitaksiale lag og fremstille SiC-GaN RF-enheder på grund af dens struktur, der ligner GaN. 3C-SiC omtales også almindeligvis som β-SiC. En vigtig anvendelse af β-SiC er som en tynd film og belægningsmateriale. Derfor er β-SiC i øjeblikket hovedmaterialet til belægning.
SiC-belægninger er almindeligt anvendt i halvlederproduktion. De bruges hovedsageligt i substrater, epitaksi, oxidationsdiffusion, ætsning og ionimplantation. Belægningens fysiske og kemiske egenskaber stiller strenge krav til højtemperaturbestandighed og korrosionsbestandighed, som direkte påvirker produktets udbytte og levetid. Derfor er forberedelsen af SiC-belægning kritisk.
Indlægstid: 24-jun-2024