Чому покриття SiC є ключовим основним матеріалом для епітаксійного зростання SiC?

У обладнанні CVD підкладку не можна помістити безпосередньо на метал або просто на основу для епітаксійного осадження, оскільки це включає різні фактори, такі як напрямок потоку газу (горизонтальний, вертикальний), температура, тиск, фіксація та падіння забруднюючих речовин. Тому потрібна основа, а потім підкладка поміщається на диск, а потім виконується епітаксіальне осадження на підкладку за технологією CVD. Ця база єГрафітова основа з покриттям SiC.

Як основний компонент, графітова основа має високу питому міцність і модуль, хорошу стійкість до термічного удару та корозійну стійкість, але під час виробничого процесу графіт піддається корозії та порошку через залишковий корозійний газ і органічну речовину металу, а також обслуговування термін служби графітової основи значно скоротиться. У той же час графітовий порошок, що впав, призведе до забруднення мікросхеми. У процесі виробництваепітаксіальні пластини карбіду кремнію, важко задовольнити дедалі жорсткіші вимоги людей щодо використання графітових матеріалів, що серйозно обмежує його розвиток і практичне застосування. Тому технологія покриття почала розвиватися.

Переваги покриття SiC у напівпровідниковій промисловості

До фізико-хімічних властивостей покриття висуваються суворі вимоги щодо стійкості до високих температур і стійкості до корозії, що безпосередньо впливає на продуктивність і термін служби продукту. SiC матеріал має високу міцність, високу твердість, низький коефіцієнт теплового розширення та хорошу теплопровідність. Це важливий високотемпературний конструкційний матеріал і високотемпературний напівпровідниковий матеріал. Наноситься на графітову основу. Його переваги:

1) SiC стійкий до корозії та може повністю обгортати графітову основу. Має хорошу щільність і запобігає пошкодженню корозійним газом.

2) SiC має високу теплопровідність і високу міцність зв’язку з графітовою основою, що гарантує, що покриття не легко відпаде після кількох циклів високої та низької температури.

3) SiC має хорошу хімічну стабільність, щоб уникнути руйнування покриття в атмосфері високої температури та корозії.

Основні фізичні властивості CVD покриття SiC

Крім того, для епітаксіальних печей з різних матеріалів потрібні графітові лотки з різними експлуатаційними показниками. Узгодження коефіцієнта теплового розширення графітових матеріалів вимагає адаптації до температури росту епітаксіальної печі. Наприклад, температура оепітаксія карбіду кремніювисока, і потрібен лоток із відповідним високим коефіцієнтом теплового розширення. Коефіцієнт теплового розширення SiC дуже близький до коефіцієнта графіту, що робить його придатним як кращий матеріал для поверхневого покриття графітової основи.

Матеріали SiC мають різноманітні кристалічні форми. Найпоширенішими є 3C, 4H і 6H. SiC різних кристалічних форм має різне використання. Наприклад, 4H-SiC можна використовувати для виготовлення потужних пристроїв; 6H-SiC найбільш стабільний і може використовуватися для виготовлення оптоелектронних пристроїв; 3C-SiC можна використовувати для виробництва епітаксійних шарів GaN і виготовлення радіочастотних пристроїв SiC-GaN через його структуру, подібну до GaN. 3C-SiC також зазвичай називають β-SiC. Важливим використанням β-SiC є тонка плівка та матеріал покриття. Тому β-SiC в даний час є основним матеріалом для покриття.

Хімічна структура-β-SiC

Як звичайний витратний матеріал у виробництві напівпровідників, покриття SiC в основному використовується для підкладок, епітаксії,окислювальна дифузія, травлення та іонна імплантація. До фізико-хімічних властивостей покриття висуваються суворі вимоги щодо стійкості до високих температур і стійкості до корозії, що безпосередньо впливає на продуктивність і термін служби продукту. Тому підготовка покриття SiC є критичною.