Proč je povlak SiC klíčovým materiálem jádra pro epitaxní růst SiC?

V CVD zařízení nelze substrát umístit přímo na kov nebo jednoduše na základnu pro epitaxní nanášení, protože to zahrnuje různé faktory, jako je směr proudění plynu (horizontální, vertikální), teplota, tlak, fixace a padající znečišťující látky. Proto je potřeba základ a poté se substrát umístí na disk a poté se na substrát pomocí technologie CVD provede epitaxní depozice. Tato základna jeGrafitová základna potažená SiC.

Jako základní složka má grafitový základ vysokou měrnou pevnost a modul, dobrou odolnost proti tepelným šokům a odolnost proti korozi, ale během výrobního procesu bude grafit zkorodován a rozprášen v důsledku zbytkového korozivního plynu a kovových organických látek a servisu životnost grafitové základny se výrazně sníží. Současně spadlý grafitový prášek způsobí kontaminaci čipu. Ve výrobním procesuepitaxní destičky z karbidu křemíkuje obtížné splnit stále přísnější požadavky lidí na používání grafitových materiálů, což vážně omezuje jeho vývoj a praktické použití. Technologie povlakování proto začala stoupat.

Výhody povlakování SiC v polovodičovém průmyslu

Fyzikální a chemické vlastnosti nátěru mají přísné požadavky na vysokou teplotní odolnost a odolnost proti korozi, které přímo ovlivňují výtěžnost a životnost produktu. Materiál SiC má vysokou pevnost, vysokou tvrdost, nízký koeficient tepelné roztažnosti a dobrou tepelnou vodivost. Je to důležitý vysokoteplotní konstrukční materiál a vysokoteplotní polovodičový materiál. Nanáší se na grafitový základ. Jeho výhody jsou:

1) SiC je odolný proti korozi a může zcela obalit grafitovou základnu. Má dobrou hustotu a zabraňuje poškození korozivním plynem.

2) SiC má vysokou tepelnou vodivost a vysokou pevnost spojení s grafitovým základem, což zajišťuje, že povlak nelze snadno spadnout po několika vysokoteplotních a nízkoteplotních cyklech.

3) SiC má dobrou chemickou stabilitu, aby se zabránilo selhání povlaku ve vysokoteplotní a korozivní atmosféře.

Základní fyzikální vlastnosti CVD SiC povlaku

Kromě toho epitaxní pece z různých materiálů vyžadují grafitové podnosy s různými ukazateli výkonu. Přizpůsobení koeficientu tepelné roztažnosti grafitových materiálů vyžaduje přizpůsobení teplotě růstu epitaxní pece. Například teplotaepitaxe karbidu křemíkuje vysoká a je vyžadována podložka s vysokým koeficientem tepelné roztažnosti. Koeficient tepelné roztažnosti SiC je velmi blízký koeficientu grafitu, takže je vhodný jako preferovaný materiál pro povrchovou úpravu grafitové báze.

Materiály SiC mají různé krystalické formy. Nejběžnější jsou 3C, 4H a 6H. SiC různých krystalových forem má různá použití. Například 4H-SiC lze použít k výrobě zařízení s vysokým výkonem; 6H-SiC je nejstabilnější a lze jej použít k výrobě optoelektronických zařízení; 3C-SiC lze použít k výrobě epitaxních vrstev GaN a výrobě SiC-GaN RF zařízení, protože má podobnou strukturu jako GaN. 3C-SiC je také běžně označován jako β-SiC. Důležité použití β-SiC je jako tenký film a povlakový materiál. Proto je β-SiC v současnosti hlavním materiálem pro povlakování.

Chemická struktura-β-SiC

Jako běžný spotřební materiál při výrobě polovodičů se povlak SiC používá hlavně v substrátech, epitaxích,oxidační difúze, leptání a iontová implantace. Fyzikální a chemické vlastnosti nátěru mají přísné požadavky na vysokou teplotní odolnost a odolnost proti korozi, které přímo ovlivňují výtěžnost a životnost produktu. Proto je příprava povlaku SiC kritická.