Perché il rivestimento SiC è un materiale centrale fondamentale per la crescita epitassiale del SiC?

Nelle apparecchiature CVD, il substrato non può essere posizionato direttamente sul metallo o semplicemente su una base per la deposizione epitassiale, perché coinvolge diversi fattori come la direzione del flusso del gas (orizzontale, verticale), la temperatura, la pressione, il fissaggio e la caduta degli inquinanti. Pertanto, è necessaria una base, quindi il substrato viene posizionato sul disco e quindi viene eseguita la deposizione epitassiale sul substrato utilizzando la tecnologia CVD. Questa base è laBase in grafite rivestita in SiC.

Come componente principale, la base in grafite ha elevata resistenza e modulo specifici, buona resistenza agli shock termici e resistenza alla corrosione, ma durante il processo di produzione, la grafite verrà corrosa e ridotta in polvere a causa del gas corrosivo residuo e della materia organica metallica, e il servizio la durata della base in grafite sarà notevolmente ridotta. Allo stesso tempo, la polvere di grafite caduta causerà la contaminazione del chip. Nel processo di produzione diwafer epitassiali in carburo di silicio, è difficile soddisfare i requisiti di utilizzo sempre più rigorosi delle persone per i materiali di grafite, il che ne limita seriamente lo sviluppo e l'applicazione pratica. Pertanto, la tecnologia di rivestimento ha iniziato a crescere.

Vantaggi del rivestimento SiC nell'industria dei semiconduttori

Le proprietà fisiche e chimiche del rivestimento impongono severi requisiti di resistenza alle alte temperature e alla corrosione, che influiscono direttamente sulla resa e sulla durata del prodotto. Il materiale SiC ha elevata resistenza, elevata durezza, basso coefficiente di dilatazione termica e buona conduttività termica. È un importante materiale strutturale ad alta temperatura e materiale semiconduttore ad alta temperatura. Si applica su base di grafite. I suoi vantaggi sono:

1) Il SiC è resistente alla corrosione e può avvolgere completamente la base in grafite. Ha una buona densità ed evita i danni causati dai gas corrosivi.

2) Il SiC ha un'elevata conduttività termica e un'elevata forza di adesione con la base in grafite, garantendo che il rivestimento non si stacchi facilmente dopo molteplici cicli ad alta e bassa temperatura.

3) Il SiC ha una buona stabilità chimica per evitare il cedimento del rivestimento in un'atmosfera corrosiva e ad alta temperatura.

Proprietà fisiche di base del rivestimento SiC CVD

Inoltre, forni epitassiali di materiali diversi richiedono vassoi in grafite con indicatori di prestazione diversi. L'adattamento del coefficiente di dilatazione termica dei materiali in grafite richiede l'adattamento alla temperatura di crescita del forno epitassiale. Ad esempio, la temperatura diepitassia del carburo di silicioè elevato ed è necessario un vassoio con un elevato coefficiente di dilatazione termica. Il coefficiente di dilatazione termica del SiC è molto vicino a quello della grafite, rendendolo adatto come materiale preferito per il rivestimento superficiale della base di grafite.

I materiali SiC hanno una varietà di forme cristalline. I più comuni sono 3C, 4H e 6H. Il SiC di diverse forme cristalline ha usi diversi. Ad esempio, il 4H-SiC può essere utilizzato per produrre dispositivi ad alta potenza; 6H-SiC è il più stabile e può essere utilizzato per realizzare dispositivi optoelettronici; Il 3C-SiC può essere utilizzato per produrre strati epitassiali GaN e fabbricare dispositivi RF SiC-GaN grazie alla sua struttura simile al GaN. 3C-SiC è anche comunemente indicato come β-SiC. Un uso importante del β-SiC è come film sottile e materiale di rivestimento. Pertanto, il β-SiC è attualmente il materiale principale per il rivestimento.

Struttura chimica del β-SiC

Essendo un materiale di consumo comune nella produzione di semiconduttori, il rivestimento SiC viene utilizzato principalmente in substrati, epitassia,diffusione dell'ossidazione, attacco e impiantazione ionica. Le proprietà fisiche e chimiche del rivestimento impongono severi requisiti di resistenza alle alte temperature e alla corrosione, che influiscono direttamente sulla resa e sulla durata del prodotto. Pertanto, la preparazione del rivestimento SiC è fondamentale.