Mengapa salutan SiC merupakan bahan teras utama untuk pertumbuhan epitaxial SiC?

Dalam peralatan CVD, substrat tidak boleh diletakkan terus pada logam atau hanya pada tapak untuk pemendapan epitaxial, kerana ia melibatkan pelbagai faktor seperti arah aliran gas (mendatar, menegak), suhu, tekanan, penetapan, dan bahan pencemar yang jatuh. Oleh itu, asas diperlukan, dan kemudian substrat diletakkan pada cakera, dan kemudian pemendapan epitaxial dilakukan pada substrat menggunakan teknologi CVD. Pangkalan ini ialahAsas grafit bersalut SiC.

Sebagai komponen teras, asas grafit mempunyai kekuatan dan modulus spesifik yang tinggi, rintangan kejutan haba yang baik dan rintangan kakisan, tetapi semasa proses pengeluaran, grafit akan terhakis dan serbuk kerana sisa gas menghakis dan bahan organik logam, dan perkhidmatan hayat asas grafit akan sangat berkurangan. Pada masa yang sama, serbuk grafit yang jatuh akan menyebabkan pencemaran pada cip. Dalam proses pengeluaranwafer epitaxial silikon karbida, adalah sukar untuk memenuhi keperluan penggunaan yang semakin ketat orang ramai untuk bahan grafit, yang secara serius menyekat pembangunan dan aplikasi praktikalnya. Oleh itu, teknologi salutan mula meningkat.

Kelebihan salutan SiC dalam industri semikonduktor

Sifat fizikal dan kimia salutan mempunyai keperluan yang ketat untuk rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisan, yang secara langsung menjejaskan hasil dan hayat produk. Bahan SiC mempunyai kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, pekali pengembangan haba yang rendah dan kekonduksian terma yang baik. Ia adalah bahan struktur suhu tinggi yang penting dan bahan semikonduktor suhu tinggi. Ia digunakan pada asas grafit. Kelebihannya ialah:

1) SiC adalah tahan kakisan dan boleh membalut sepenuhnya asas grafit. Ia mempunyai ketumpatan yang baik dan mengelakkan kerosakan oleh gas menghakis.

2) SiC mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan kekuatan ikatan yang tinggi dengan asas grafit, memastikan salutan tidak mudah jatuh selepas beberapa kitaran suhu tinggi dan suhu rendah.

3)SiC mempunyai kestabilan kimia yang baik untuk mengelakkan kegagalan salutan dalam suasana suhu tinggi dan menghakis.

Sifat fizikal asas salutan SiC CVD

Di samping itu, relau epitaxial bahan yang berbeza memerlukan dulang grafit dengan penunjuk prestasi yang berbeza. Padanan pekali pengembangan haba bahan grafit memerlukan penyesuaian kepada suhu pertumbuhan relau epitaxial. Contohnya, suhu bagiepitaksi silikon karbidaadalah tinggi, dan dulang dengan padanan pekali pengembangan haba yang tinggi diperlukan. Pekali pengembangan terma SiC adalah sangat hampir dengan grafit, menjadikannya sesuai sebagai bahan pilihan untuk salutan permukaan asas grafit.

Bahan SiC mempunyai pelbagai bentuk kristal. Yang paling biasa ialah 3C, 4H dan 6H. SiC bentuk kristal yang berbeza mempunyai kegunaan yang berbeza. Sebagai contoh, 4H-SiC boleh digunakan untuk mengeluarkan peranti berkuasa tinggi; 6H-SiC adalah yang paling stabil dan boleh digunakan untuk mengeluarkan peranti optoelektronik; 3C-SiC boleh digunakan untuk menghasilkan lapisan epitaxial GaN dan mengeluarkan peranti RF SiC-GaN kerana strukturnya yang serupa dengan GaN. 3C-SiC juga biasanya dirujuk sebagai β-SiC. Penggunaan penting β-SiC adalah sebagai filem nipis dan bahan salutan. Oleh itu, β-SiC kini merupakan bahan utama untuk salutan.

Struktur-kimia-β-SiC

Sebagai bahan habis pakai biasa dalam pengeluaran semikonduktor, salutan SiC digunakan terutamanya dalam substrat, epitaksi,resapan pengoksidaan, etsa dan implantasi ion. Sifat fizikal dan kimia salutan mempunyai keperluan yang ketat untuk rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisan, yang secara langsung menjejaskan hasil dan hayat produk. Oleh itu, penyediaan salutan SiC adalah kritikal.