1. Tại sao lại cólớp phủ cacbua silic
Lớp epiticular là một màng mỏng đơn tinh thể cụ thể được phát triển trên cơ sở tấm wafer thông qua quá trình epiticular. Tấm wafer nền và màng mỏng epiticular được gọi chung là tấm wafer epiticular. Trong số đó,epitaxy cacbua siliclớp này được phát triển trên đế cacbua silic dẫn điện để thu được tấm wafer epiticular đồng nhất cacbua silic, có thể được chế tạo thêm thành các thiết bị điện như điốt Schottky, MOSFET và IGBT. Trong số đó, được sử dụng rộng rãi nhất là chất nền 4H-SiC.
Vì tất cả các thiết bị về cơ bản đều được thực hiện trên epitaxy nên chất lượng củaepitaxycó ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của thiết bị, nhưng chất lượng của epit Wax bị ảnh hưởng bởi quá trình xử lý tinh thể và chất nền. Nó nằm ở liên kết giữa của một ngành và đóng một vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của ngành.
Các phương pháp chính để chuẩn bị các lớp epiticular silic cacbua là: phương pháp tăng trưởng bay hơi; epitaxy pha lỏng (LPE); epitaxy chùm phân tử (MBE); lắng đọng hơi hóa học (CVD).
Trong số đó, lắng đọng hơi hóa học (CVD) là phương pháp đồng trục 4H-SiC phổ biến nhất. Epit Wax 4-H-SiC-CVD thường sử dụng thiết bị CVD, có thể đảm bảo sự tiếp tục của lớp epiticular SiC tinh thể 4H trong điều kiện nhiệt độ tăng trưởng cao.
Trong thiết bị CVD, chất nền không thể được đặt trực tiếp lên kim loại hoặc đơn giản là đặt trên đế để lắng đọng epitaxy, vì nó liên quan đến nhiều yếu tố khác nhau như hướng dòng khí (ngang, dọc), nhiệt độ, áp suất, sự cố định và các chất ô nhiễm rơi xuống. Do đó, cần có đế, sau đó chất nền được đặt trên đĩa, sau đó quá trình lắng đọng epiticular được thực hiện trên chất nền bằng công nghệ CVD. Đế này là đế than chì được phủ SiC.
Là thành phần cốt lõi, nền than chì có đặc tính cường độ riêng và mô đun riêng cao, khả năng chống sốc nhiệt và chống ăn mòn tốt, nhưng trong quá trình sản xuất, than chì sẽ bị ăn mòn và tạo thành bột do cặn khí ăn mòn và chất hữu cơ kim loại. vật chất và tuổi thọ của đế than chì sẽ giảm đi rất nhiều.
Đồng thời, bột than chì rơi xuống sẽ gây ô nhiễm cho chip. Trong quá trình sản xuất tấm wafer epiticular silicon cacbua, rất khó để đáp ứng các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt của con người đối với việc sử dụng vật liệu than chì, điều này hạn chế nghiêm trọng sự phát triển và ứng dụng thực tế của nó. Vì vậy, công nghệ sơn phủ bắt đầu phát triển.
2. Ưu điểm củalớp phủ SiC
Các tính chất vật lý và hóa học của lớp phủ có yêu cầu nghiêm ngặt về khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và tuổi thọ của sản phẩm. Vật liệu SiC có độ bền cao, độ cứng cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp và dẫn nhiệt tốt. Nó là vật liệu kết cấu nhiệt độ cao quan trọng và vật liệu bán dẫn nhiệt độ cao. Nó được áp dụng cho cơ sở than chì. Ưu điểm của nó là:
-SiC có khả năng chống ăn mòn và có thể bao bọc hoàn toàn đế than chì, đồng thời có mật độ tốt để tránh hư hỏng do khí ăn mòn.
-SiC có tính dẫn nhiệt cao và độ bền liên kết cao với nền than chì, đảm bảo lớp phủ không dễ bị bong ra sau nhiều chu kỳ nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp.
-SiC có độ ổn định hóa học tốt để ngăn lớp phủ bị hỏng trong môi trường nhiệt độ cao và ăn mòn.
Ngoài ra, lò nung epiticular của các vật liệu khác nhau đòi hỏi các khay than chì có các chỉ số hiệu suất khác nhau. Việc kết hợp hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu than chì đòi hỏi phải thích ứng với nhiệt độ tăng trưởng của lò epitaxy. Ví dụ, nhiệt độ tăng trưởng epiticular silicon cacbua cao và cần có một khay có hệ số giãn nở nhiệt cao phù hợp. Hệ số giãn nở nhiệt của SiC rất gần với than chì, khiến nó thích hợp làm vật liệu được ưu tiên làm lớp phủ bề mặt của đế than chì.
Vật liệu SiC có nhiều dạng tinh thể khác nhau và phổ biến nhất là 3C, 4H và 6H. Các dạng tinh thể khác nhau của SiC có công dụng khác nhau. Ví dụ, 4H-SiC có thể được sử dụng để sản xuất các thiết bị có công suất cao; 6H-SiC ổn định nhất và có thể được sử dụng để sản xuất các thiết bị quang điện tử; 3C-SiC có thể được sử dụng để sản xuất các lớp epiticular GaN và sản xuất các thiết bị SiC-GaN RF vì nó có cấu trúc tương tự GaN. 3C-SiC cũng thường được gọi là β-SiC. Ứng dụng quan trọng của β-SiC là làm màng mỏng và vật liệu phủ. Vì vậy, β-SiC hiện nay là vật liệu chính để làm lớp phủ.
Lớp phủ SiC thường được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn. Chúng chủ yếu được sử dụng trong chất nền, epitaxy, khuếch tán oxy hóa, ăn mòn và cấy ion. Các tính chất vật lý và hóa học của lớp phủ có yêu cầu khắt khe về khả năng chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và tuổi thọ của sản phẩm. Vì vậy, việc chuẩn bị lớp phủ SiC là rất quan trọng.
Thời gian đăng: 24-06-2024