Hvorfor er SiC-belægning et vigtigt kernemateriale for SiC-epitaksial vækst?

I CVD-udstyr kan substratet ikke placeres direkte på metallet eller blot på en base til epitaksial aflejring, fordi det involverer forskellige faktorer såsom gasstrømningsretning (vandret, lodret), temperatur, tryk, fiksering og faldende forurenende stoffer. Derfor er der behov for en base, og derefter placeres substratet på skiven, og derefter udføres epitaksial aflejring på substratet ved hjælp af CVD-teknologi. Denne base erSiC-belagt grafitbase.

Som en kernekomponent har grafitbasen høj specifik styrke og modul, god termisk stødbestandighed og korrosionsbestandighed, men under produktionsprocessen vil grafitten blive korroderet og pulveriseret på grund af den resterende ætsende gas og metal organisk materiale, og servicen grafitbasens levetid vil blive stærkt reduceret. Samtidig vil det nedfaldne grafitpulver forårsage forurening af chippen. I produktionsprocessen afsiliciumcarbid epitaksiale wafere, er det vanskeligt at opfylde folks stadig strengere brugskrav til grafitmaterialer, hvilket alvorligt begrænser dets udvikling og praktiske anvendelse. Derfor begyndte belægningsteknologien at stige.

Fordele ved SiC-belægning i halvlederindustrien

Belægningens fysiske og kemiske egenskaber stiller strenge krav til høj temperaturbestandighed og korrosionsbestandighed, hvilket direkte påvirker produktets udbytte og levetid. SiC-materiale har høj styrke, høj hårdhed, lav varmeudvidelseskoefficient og god varmeledningsevne. Det er et vigtigt højtemperatur-strukturmateriale og højtemperatur-halvledermateriale. Det påføres grafitbase. Dens fordele er:

1) SiC er korrosionsbestandig og kan pakke grafitbunden fuldstændigt ind. Den har god densitet og undgår skader fra ætsende gas.

2) SiC har høj termisk ledningsevne og høj bindingsstyrke med grafitbasen, hvilket sikrer, at belægningen ikke er let at falde af efter flere højtemperatur- og lavtemperaturcyklusser.

3) SiC har god kemisk stabilitet for at undgå svigt af belægningen i en høj temperatur og korrosiv atmosfære.

Grundlæggende fysiske egenskaber af CVD SiC belægning

Derudover kræver epitaksiale ovne af forskellige materialer grafitbakker med forskellige ydeevneindikatorer. Tilpasningen af ​​den termiske udvidelseskoefficient for grafitmaterialer kræver tilpasning til væksttemperaturen i den epitaksiale ovn. Eksempelvis temperaturen påsiliciumcarbid epitaksier høj, og der kræves en bakke med høj termisk ekspansionskoefficient. Den termiske udvidelseskoefficient for SiC er meget tæt på grafit, hvilket gør den velegnet som det foretrukne materiale til overfladebelægningen af ​​grafitbasen.

SiC-materialer har en række forskellige krystalformer. De mest almindelige er 3C, 4H og 6H. SiC af forskellige krystalformer har forskellige anvendelser. For eksempel kan 4H-SiC bruges til at fremstille enheder med høj effekt; 6H-SiC er den mest stabile og kan bruges til at fremstille optoelektroniske enheder; 3C-SiC kan bruges til at producere GaN-epitaksiale lag og fremstille SiC-GaN RF-enheder på grund af dens struktur, der ligner GaN. 3C-SiC omtales også almindeligvis som β-SiC. En vigtig anvendelse af β-SiC er som en tynd film og belægningsmateriale. Derfor er β-SiC i øjeblikket det vigtigste materiale til belægning.

Kemisk struktur-af-β-SiC

Som et almindeligt forbrugsstof i halvlederproduktion anvendes SiC-belægning hovedsageligt i substrater, epitaksi,oxidationsdiffusion, ætsning og ionimplantation. Belægningens fysiske og kemiske egenskaber stiller strenge krav til høj temperaturbestandighed og korrosionsbestandighed, hvilket direkte påvirker produktets udbytte og levetid. Derfor er forberedelsen af ​​SiC-belægning kritisk.