CVD Silisyòm carbure kouch-2

CVD Silisyòm carbure kouch

1. Poukisa gen yonSilisyòm carbure kouch

Kouch epitaxial la se yon fim espesifik yon sèl kristal mens grandi sou baz wafer la atravè pwosesis epitaxial la. Wafer substra a ak fim epitaxial mens yo kolektivman rele wafers epitaxial. Pami yo, laSilisyòm carbure epitaxialse kouch grandi sou substra carbure Silisyòm konduktif la pou jwenn yon wafer epitaxial omojèn carbure Silisyòm, ki ka fè plis nan aparèy pouvwa tankou dyod Schottky, MOSFET, ak IGBT. Pami yo, pi lajman itilize a se substra 4H-SiC.

Depi tout aparèy yo fondamantalman reyalize sou epitaksi, bon jan kalite a nanepitaksigen yon gwo enpak sou pèfòmans nan aparèy la, men bon jan kalite a nan epitaksi afekte pa pwosesis la nan kristal ak substra. Li se nan mitan lyen nan yon endistri ak jwe yon wòl trè kritik nan devlopman endistri a.

Metòd prensipal yo pou prepare kouch epitaxial carbure Silisyòm yo se: metòd kwasans evaporasyon; epitaksi faz likid (LPE); epitaksi gwo bout bwa molekilè (MBE); depo chimik vapè (CVD).

Pami yo, depo chimik vapè (CVD) se metòd homoepitaxial 4H-SiC ki pi popilè. Epitaksi 4-H-SiC-CVD jeneralman itilize ekipman CVD, ki ka asire kontinyasyon kouch epitaksi 4H kristal SiC nan kondisyon tanperati ki wo kwasans.

Nan ekipman CVD, substra a pa ka mete dirèkteman sou metal la oswa tou senpleman mete sou yon baz pou depo epitaxial, paske li enplike divès faktè tankou direksyon koule gaz (orizontal, vètikal), tanperati, presyon, fixation, ak tonbe polyan. Se poutèt sa, yo bezwen yon baz, ak Lè sa a, yo mete substra a sou ki gen kapasite a, ak Lè sa a, depo epitaxial fèt sou substra a lè l sèvi avèk teknoloji CVD. Baz sa a se baz grafit SiC kouvwi.

Kòm yon eleman debaz, baz grafit la gen karakteristik segondè fòs espesifik ak modil espesifik, bon rezistans chòk tèmik ak rezistans korozyon, men pandan pwosesis pwodiksyon an, grafit la pral korode ak an poud akòz rezidi gaz korozif ak metal òganik. matyè, epi lavi sèvis baz grafit la ap redwi anpil.

An menm tan an, poud grafit tonbe a ap polye chip la. Nan pwosesis pwodiksyon an nan wafers epitaxial carbure Silisyòm, li difisil pou satisfè kondisyon de pli zan pli sevè moun pou itilize materyèl grafit, ki seryezman mete restriksyon sou devlopman li yo ak aplikasyon pratik. Se poutèt sa, teknoloji kouch yo te kòmanse monte.

2. Avantaj nanSiC kouch

Pwopriyete yo fizik ak chimik nan kouch la gen kondisyon strik pou rezistans tanperati ki wo ak rezistans korozyon, ki afekte dirèkteman sede a ak lavi nan pwodwi a. Materyèl SiC gen gwo fòs, segondè dite, ba koyefisyan ekspansyon tèmik ak bon konduktiviti tèmik. Li se yon materyèl estriktirèl wo-tanperati enpòtan ak segondè-tanperati materyèl semi-conducteurs. Li aplike nan baz grafit. Avantaj li yo se:

-SiC se korozyon ki reziste epi li ka konplètman vlope baz la grafit, e li gen bon dansite pou fè pou evite domaj pa gaz korozivite.

-SiC gen gwo konduktiviti tèmik ak gwo fòs lyezon ak baz la grafit, asire ke kouch la pa fasil tonbe apre plizyè sik segondè-tanperati ak ba-tanperati.

-SiC gen bon estabilite chimik pou anpeche kouch nan echwe nan yon atmosfè wo-tanperati ak korozivite.

Anplis de sa, founo epitaxial nan diferan materyèl mande pou plato grafit ak endikatè pèfòmans diferan. Koyefisyan ekspansyon tèmik matche materyèl grafit mande pou adapte ak tanperati kwasans nan gwo founo epitaksial la. Pou egzanp, tanperati a nan kwasans epitaxial carbure Silisyòm se wo, epi yo mande yon plato ki gen yon gwo koyefisyan ekspansyon tèmik matche. Koyefisyan ekspansyon tèmik nan SiC trè pre sa yo ki an grafit, fè li apwopriye kòm materyèl la pi pito pou kouch sifas la nan baz la grafit.
Materyèl SiC gen yon varyete de fòm kristal, ak sa ki pi komen yo se 3C, 4H ak 6H. Diferan fòm kristal SiC gen diferan itilizasyon. Pou egzanp, 4H-SiC ka itilize pou fabrike aparèy ki gen gwo pouvwa; 6H-SiC se pi estab la epi yo ka itilize pou fabrike aparèy optoelektwonik; 3C-SiC ka itilize pou pwodwi kouch epitaxial GaN ak fabrike aparèy SiC-GaN RF akòz estrikti ki sanble ak GaN. 3C-SiC se tou souvan refere li kòm β-SiC. Yon itilizasyon enpòtan nan β-SiC se kòm yon fim mens ak materyèl kouch. Se poutèt sa, β-SiC se kounye a materyèl prensipal la pou kouch.
Kouch SiC yo souvan itilize nan pwodiksyon semi-conducteurs. Yo pwensipalman itilize nan substrats, epitaksi, difizyon oksidasyon, grave ak enplantasyon ion. Pwopriyete yo fizik ak chimik nan kouch la gen kondisyon strik sou rezistans tanperati ki wo ak rezistans korozyon, ki afekte dirèkteman sede a ak lavi nan pwodwi a. Se poutèt sa, preparasyon an nan kouch SiC se kritik.