Veshje karabit silikoni CVD-2

Veshje me karabit silikoni CVD

1. Pse ekziston njëVeshje karabit silikoni

Shtresa epitaksiale është një film i hollë specifik me një kristal i rritur në bazë të vaferës gjatë procesit epitaksial. Vafera e nënshtresës dhe filmi i hollë epitaksial quhen kolektivisht vafera epitaksiale. Midis tyre,karabit silikoni epitaksialshtresa është rritur në nënshtresën përçuese të karbitit të silikonit për të marrë një vaferë homogjene epitaksiale të karbitit të silikonit, e cila mund të bëhet më tej në pajisje të energjisë si diodat Schottky, MOSFET dhe IGBT. Ndër to, më i përdoruri është nënshtresa 4H-SiC.

Meqenëse të gjitha pajisjet në thelb realizohen në epitaksi, cilësia eepitaksika një ndikim të madh në performancën e pajisjes, por cilësia e epitaksisë ndikohet nga përpunimi i kristaleve dhe nënshtresave. Është në hallkën e mesme të një industrie dhe luan një rol shumë kritik në zhvillimin e industrisë.

Metodat kryesore për përgatitjen e shtresave epitaksiale të karbitit të silikonit janë: metoda e rritjes së avullimit; epitaksia e fazës së lëngshme (LPE); epitaksi me rreze molekulare (MBE); depozitimi i avullit kimik (CVD).

Midis tyre, depozitimi i avullit kimik (CVD) është metoda më e njohur homoepitaksiale 4H-SiC. Epitaksi 4-H-SiC-CVD në përgjithësi përdor pajisje CVD, të cilat mund të sigurojnë vazhdimin e shtresës epitaksiale 4H kristal SiC në kushte të temperaturës së rritjes së lartë.

Në pajisjet CVD, nënshtresa nuk mund të vendoset drejtpërdrejt në metal ose thjesht të vendoset në një bazë për depozitim epitaksial, sepse përfshin faktorë të ndryshëm si drejtimi i rrjedhës së gazit (horizontal, vertikal), temperatura, presioni, fiksimi dhe ndotësit në rënie. Prandaj nevojitet një bazë dhe më pas nënshtresa vendoset në disk dhe më pas bëhet depozitimi epitaksial në nënshtresë duke përdorur teknologjinë CVD. Kjo bazë është baza e grafitit e veshur me SiC.

Si përbërës kryesor, baza e grafitit ka karakteristikat e forcës së lartë specifike dhe modulit specifik, rezistencës së mirë ndaj goditjes termike dhe rezistencës ndaj korrozionit, por gjatë procesit të prodhimit, grafiti do të gërryhet dhe bëhet pluhur për shkak të mbetjeve të gazeve gërryese dhe metaleve organike. materia, dhe jeta e shërbimit të bazës së grafitit do të reduktohet shumë.

Në të njëjtën kohë, pluhuri i grafitit të rënë do të ndotë çipin. Në procesin e prodhimit të vaferave epitaksiale të karbitit të silikonit, është e vështirë të plotësohen kërkesat gjithnjë e më të rrepta të njerëzve për përdorimin e materialeve grafit, gjë që kufizon seriozisht zhvillimin dhe zbatimin e tij praktik. Prandaj, teknologjia e veshjes filloi të rritet.

2. Përparësitë eVeshje SiC

Vetitë fizike dhe kimike të veshjes kanë kërkesa strikte për rezistencë ndaj temperaturës së lartë dhe rezistencë ndaj korrozionit, të cilat ndikojnë drejtpërdrejt në rendimentin dhe jetëgjatësinë e produktit. Materiali SiC ka forcë të lartë, fortësi të lartë, koeficient të ulët të zgjerimit termik dhe përçueshmëri të mirë termike. Është një material i rëndësishëm strukturor me temperaturë të lartë dhe material gjysmëpërçues me temperaturë të lartë. Zbatohet në bazën e grafitit. Përparësitë e tij janë:

-SiC është rezistent ndaj korrozionit dhe mund të mbështjellë plotësisht bazën e grafitit dhe ka densitet të mirë për të shmangur dëmtimin nga gazi gërryes.

-SiC ka përçueshmëri të lartë termike dhe forcë të lartë lidhëse me bazën e grafitit, duke siguruar që veshja të mos jetë e lehtë të bie pas cikleve të shumta të temperaturës së lartë dhe temperaturës së ulët.

-SiC ka qëndrueshmëri të mirë kimike për të parandaluar dështimin e veshjes në një atmosferë me temperaturë të lartë dhe gërryese.

Përveç kësaj, furrat epitaksiale të materialeve të ndryshme kërkojnë tabaka grafiti me tregues të ndryshëm të performancës. Përputhja e koeficientit të zgjerimit termik të materialeve grafit kërkon përshtatjen me temperaturën e rritjes së furrës epitaksiale. Për shembull, temperatura e rritjes epitaksiale të karbitit të silikonit është e lartë dhe kërkohet një tabaka me një koeficient të lartë të zgjerimit termik që përputhet. Koeficienti i zgjerimit termik të SiC është shumë i afërt me atë të grafitit, duke e bërë atë të përshtatshëm si material i preferuar për veshjen sipërfaqësore të bazës së grafitit.
Materialet SiC kanë një larmi formash kristalore dhe më të zakonshmet janë 3C, 4H dhe 6H. Forma të ndryshme kristalore të SiC kanë përdorime të ndryshme. Për shembull, 4H-SiC mund të përdoret për të prodhuar pajisje me fuqi të lartë; 6H-SiC është më i qëndrueshëm dhe mund të përdoret për të prodhuar pajisje optoelektronike; 3C-SiC mund të përdoret për të prodhuar shtresa epitaksiale GaN dhe për të prodhuar pajisje RF SiC-GaN për shkak të strukturës së tij të ngjashme me GaN. 3C-SiC zakonisht quhet β-SiC. Një përdorim i rëndësishëm i β-SiC është si një shtresë e hollë dhe material mbulues. Prandaj, β-SiC është aktualisht materiali kryesor për veshjen.
Veshjet SiC përdoren zakonisht në prodhimin e gjysmëpërçuesve. Ato përdoren kryesisht në substrate, epitaksi, difuzion oksidimi, gravurë dhe implantim jonesh. Vetitë fizike dhe kimike të veshjes kanë kërkesa strikte për rezistencën ndaj temperaturës së lartë dhe rezistencën ndaj korrozionit, të cilat ndikojnë drejtpërdrejt në rendimentin dhe jetëgjatësinë e produktit. Prandaj, përgatitja e veshjes SiC është kritike.