Rivestimentu di carburu di siliciu CVD
1. Perchè ci hè arivestimentu di carburu di siliciu
U stratu epitaxial hè un film magre di cristallo unicu specificu cultivatu nantu à a basa di l'ostia attraversu u prucessu epitaxial. L'ostia di sustrato è u film sottile epitassiale sò cullettivamente chjamati wafers epitassiali. À mezu à elli, uepitassiale di carburo di silicioU stratu hè cultivatu nantu à u sustrato di carburu di siliciu conduttivu per ottene una wafer epitaxial omogenea di carburu di siliciu, chì pò esse ulteriormente trasformata in dispositivi di putere cum'è diodi Schottky, MOSFET è IGBT. Trà elli, u più utilizatu hè u sustrato 4H-SiC.
Dapoi tutti i dispusitivi sò basu realizatu nantu à epitaxie, a qualità diepitassihà un grande impattu nantu à u funziunamentu di u dispusitivu, ma a qualità di l'epitassia hè affettata da u processu di cristalli è sustrati. Hè in u ligame mediu di una industria è ghjoca un rolu assai criticu in u sviluppu di l'industria.
I metudi principali per a preparazione di strati epitaxial di carburu di silicium sò: metudu di crescita di evaporazione; epitassi in fase liquida (LPE); epitassi di fasciu moleculare (MBE); deposizione chimica di vapore (CVD).
Frà elli, a deposizione chimica di vapore (CVD) hè u metudu omoepitaxial 4H-SiC più populari. L'epitassia 4-H-SiC-CVD generalmente usa l'equipaggiu CVD, chì pò assicurà a continuazione di a capa epitaxial 4H cristal SiC in cundizioni di alta temperatura di crescita.
In l'equipaggiu CVD, u sustrato ùn pò micca esse piazzatu direttamente nantu à u metallu o simpricimenti pusatu nantu à una basa per a deposizione epitaxial, perchè implica diversi fatturi, cum'è a direzzione di u flussu di gas (orizontale, verticale), a temperatura, a pressione, a fissazione è a caduta di contaminanti. Per quessa, una basa hè necessariu, è dopu u sustrato hè postu nantu à u discu, è poi a deposizione epitaxial hè realizata nantu à u sustrato cù a tecnulugia CVD. Questa basa hè a basa di grafite rivestita di SiC.
Cum'è un cumpunente core, a basa di grafite hà e caratteristiche di una alta forza specifica è modulu specificu, una bona resistenza di scossa termale è resistenza à a corrosione, ma durante u prucessu di produzzione, u grafite serà corrodutu è pulverizatu per via di u residu di gasi corrosivi è metalli organici. materia, è a vita di serviziu di a basa di grafite serà ridutta assai.
À u listessu tempu, u polveru di grafite cadutu contaminarà u chip. In u prucessu di pruduzzione di wafers epitassiali di carburu di siliciu, hè difficiule di scuntrà i bisogni sempre più stretti di e persone per l'usu di materiali di grafite, chì restringe seriamente u so sviluppu è l'applicazione pratica. Dunque, a tecnulugia di revestimentu hà cuminciatu à cresce.
2. Vantaghji diRivestimentu SiC
E proprietà fisiche è chimiche di u revestimentu anu esigenze strette per a resistenza à a temperatura alta è a resistenza à a corrosione, chì affettanu direttamente u rendiment è a vita di u pruduttu. U materiale SiC hà una forza alta, una durezza alta, un bassu coefficientu di espansione termica è una bona conduttività termica. Hè un impurtante materiale strutturale à alta temperatura è materiale semiconductor d'alta temperatura. Hè appiicata à a basa di grafite. I so vantaghji sò:
-SiC hè resistente à a corrosione è pò avvolgere cumplettamente a basa di grafite, è hà una bona densità per evità danni da gas corrosivu.
-SiC hà altu conductivity termale è alta forza ligame cù a basa di grafite, assicurendu chì u revestimentu ùn hè micca fàciule à falà dopu à parechji cicli d'alta temperatura è bassa temperatura.
-SiC hà una bona stabilità chimica à impedisce u revestimentu da fallenu in una atmosfera high-temperature è corrosive.
Inoltre, i forni epitassiali di diversi materiali necessitanu vassoi di grafite cù diversi indicatori di rendiment. U coefficient di espansione termale chì currisponde à i materiali di grafite richiede l'adattazione à a temperatura di crescita di u furnace epitaxial. Per esempiu, a temperatura di a crescita epitaxial di carburu di siliciu hè alta, è hè necessariu una tavola cù un altu coefficient d'espansione termale. U coefficient di espansione termale di SiC hè assai vicinu à quellu di grafite, facendu adattatu cum'è u materiale preferitu per u revestimentu di a superficia di a basa di grafite.
I materiali SiC anu una varietà di forme di cristalli, è i più cumuni sò 3C, 4H è 6H. Diverse forme di cristalli di SiC anu usi differenti. Per esempiu, 4H-SiC pò ièssiri usatu pi fabricà dispusitivi high-putere; 6H-SiC hè u più stabile è pò esse usatu per fabricà apparecchi optoelettronici; 3C-SiC pò esse usatu per pruduce strati epitassiali GaN è fabricà dispositivi SiC-GaN RF per via di a so struttura simile à GaN. 3C-SiC hè ancu cumunimenti chjamatu β-SiC. Un usu impurtante di β-SiC hè cum'è una film fina è materiale di revestimentu. Dunque, u β-SiC hè attualmente u principale materiale per u rivestimentu.
I rivestimenti SiC sò cumunimenti usati in a produzzione di semiconduttori. Sò usati principalmente in sustrati, epitassi, diffusione d'ossidazione, incisione è implantazione di ioni. E proprietà fisiche è chimiche di u revestimentu anu esigenze strette nantu à a resistenza à a temperatura alta è a resistenza à a corrosione, chì affettanu direttamente u rendiment è a vita di u pruduttu. Per quessa, a preparazione di revestimentu SiC hè critica.
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