CVD пакрыццё з карбіду крэмнію-2

CVD пакрыццё з карбіду крэмнія

1. Чаму існуе апакрыццё з карбіду крэмнія

Эпітаксійны пласт - гэта асобая монакрышталічная тонкая плёнка, вырашчаная на аснове пласціны ў працэсе эпітаксіі. Пласціна падкладкі і эпітаксіяльная тонкая плёнка разам называюцца эпітаксіяльнымі пласцінамі. Сярод іх,карбід крэмнію эпитаксиальныйпласт вырошчваецца на токаправоднай падкладцы з карбіду крэмнію для атрымання гамагеннай эпітаксіяльнай пласціны з карбіду крэмнія, з якой у далейшым можна вырабляць сілавыя прылады, такія як дыёды Шоткі, MOSFET і IGBT. Сярод іх найбольш шырока выкарыстоўваецца падкладка 4H-SiC.

Паколькі ўсе прылады ў асноўным рэалізаваны на эпітаксіі, якасцьэпітаксіямае вялікі ўплыў на прадукцыйнасць прылады, але на якасць эпітаксіі ўплывае апрацоўка крышталяў і падкладак. Ён знаходзіцца ў сярэднім звяне галіны і гуляе вельмі важную ролю ў развіцці галіны.

Асноўнымі метадамі падрыхтоўкі эпітаксіяльных слаёў карбіду крэмнію з'яўляюцца: метад выпарвання; вадкафазная эпітаксія (ЖФЭ); малекулярна-прамянёвая эпітаксія (МПЭ); хімічнае асаджэнне з паравай фазы (CVD).

Сярод іх найбольш папулярным метадам гомаэпітаксіі 4H-SiC з'яўляецца хімічнае асаджэнне з паравай фазы (CVD). Эпітаксія 4-H-SiC-CVD звычайна выкарыстоўвае абсталяванне CVD, якое можа забяспечыць захаванне эпітаксіяльнага пласта 4H крышталя SiC ва ўмовах высокай тэмпературы росту.

У абсталяванні CVD падкладка не можа быць размешчана непасрэдна на метале або проста размешчана на аснове для эпітаксійнага нанясення, таму што гэта ўключае розныя фактары, такія як кірунак патоку газу (гарызантальны, вертыкальны), тэмпература, ціск, фіксацыя і падзенне забруджвальных рэчываў. Такім чынам, патрэбна аснова, а затым падкладка змяшчаецца на дыск, а затым выконваецца эпітаксіяльнае нанясенне на падкладку з дапамогай тэхналогіі CVD. Гэтая аснова з'яўляецца графітавай асновай з пакрыццём SiC.

У якасці асноўнага кампанента графітавая аснова мае характарыстыкі высокай удзельнай трываласці і ўдзельнага модуля, добрай устойлівасці да тэрмічнага ўдару і каразійнай стойкасці, але ў працэсе вытворчасці графіт будзе падвяргацца карозіі і парашку з-за рэшткаў агрэсіўных газаў і арганічных металаў матэрыі, і тэрмін службы графітавай асновы будзе значна скарочаны.

У той жа час парашок графіту, які ўпаў, забруджвае мікрасхему. У працэсе вытворчасці эпітаксіяльных пласцін з карбіду крэмнію цяжка задаволіць усё больш жорсткія патрабаванні людзей да выкарыстання графітавых матэрыялаў, што сур'ёзна абмяжоўвае яго развіццё і практычнае прымяненне. Такім чынам, тэхналогія пакрыцця пачала расці.

2. ПеравагіSiC пакрыццё

Фізічныя і хімічныя ўласцівасці пакрыцця маюць строгія патрабаванні да высокай тэрмаўстойлівасці і ўстойлівасці да карозіі, якія непасрэдна ўплываюць на ўраджайнасць і тэрмін службы прадукту. Матэрыял SiC мае высокую трываласць, высокую цвёрдасць, нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння і добрую цеплаправоднасць. Гэта важны высокатэмпературны канструкцыйны матэрыял і высокатэмпературны паўправадніковы матэрыял. Наносіцца на графітавых аснову. Яго перавагі:

-SiC устойлівы да карозіі і можа цалкам ахінуць графітавую аснову і мае добрую шчыльнасць, каб пазбегнуць пашкоджання агрэсіўным газам.

-SiC мае высокую цеплаправоднасць і высокую трываласць счаплення з графітавай асновай, што гарантуе, што пакрыццё не лёгка адваліцца пасля некалькіх высокатэмпературных і нізкатэмпературных цыклаў.

-SiC мае добрую хімічную стабільнасць, каб прадухіліць разбурэнне пакрыцця ў высокай тэмпературы і агрэсіўнай атмасферы.

Акрамя таго, для эпитаксиальных печаў з розных матэрыялаў патрэбныя графітавыя паддоны з рознымі паказчыкамі прадукцыйнасці. Адпаведнасць каэфіцыента цеплавога пашырэння графітавых матэрыялаў патрабуе адаптацыі да тэмпературы росту эпітаксіяльнай печы. Напрыклад, тэмпература эпітаксіяльнага росту карбіду крэмнію высокая, і патрабуецца латок з высокім каэфіцыентам цеплавога пашырэння. Каэфіцыент цеплавога пашырэння SiC вельмі блізкі да каэфіцыента цеплавога пашырэння графіту, што робіць яго прыдатным у якасці пераважнага матэрыялу для пакрыцця паверхні графітавай асновы.
Матэрыялы SiC маюць мноства крышталічных формаў, і найбольш распаўсюджанымі з'яўляюцца 3C, 4H і 6H. Розныя крышталічныя формы SiC маюць рознае прымяненне. Напрыклад, 4H-SiC можна выкарыстоўваць для вырабу магутных прылад; 6H-SiC з'яўляецца найбольш стабільным і можа быць выкарыстаны для вытворчасці оптаэлектронных прыбораў; 3C-SiC можа быць выкарыстаны для вытворчасці эпітаксіяльных слаёў GaN і вытворчасці радыёчастотных прылад SiC-GaN з-за яго структуры, падобнай да GaN. 3C-SiC таксама звычайна называюць β-SiC. Важнае прымяненне β-SiC у якасці тонкай плёнкі і пакрыцця. Такім чынам, β-SiC у цяперашні час з'яўляецца асноўным матэрыялам для пакрыцця.
SiC-пакрыцці звычайна выкарыстоўваюцца ў вытворчасці паўправаднікоў. Яны ў асноўным выкарыстоўваюцца ў падкладках, эпітаксіі, акісляльнай дыфузіі, тручэнні і іённай імплантацыі. Фізічныя і хімічныя ўласцівасці пакрыцця маюць строгія патрабаванні па ўстойлівасці да высокіх тэмператур і каразійнай стойкасці, якія непасрэдна ўплываюць на ўраджайнасць і тэрмін службы прадукту. Такім чынам, падрыхтоўка SiC пакрыцця мае вырашальнае значэнне.