CVD кремний карбиді жабыны-2

CVD кремний карбиді жабыны

1. Неліктен акремний карбиді жабыны

Эпитаксиалды қабат - эпитаксиалды процесс арқылы пластинаның негізінде өсірілген ерекше бір кристалды жұқа қабық. Субстрат пластинасы мен эпитаксиалды жұқа қабықша бірігіп эпитаксиалды пластиналар деп аталады. Олардың ішінде,кремний карбиді эпитаксиалдықабат кремний карбиді біртекті эпитаксиалды пластинаны алу үшін өткізгіш кремний карбиді субстратта өсіріледі, оны одан әрі Шоттки диодтары, MOSFET және IGBT сияқты қуат құрылғыларына жасауға болады. Олардың ішінде ең көп қолданылатыны 4H-SiC субстраты.

Барлық құрылғылар негізінен эпитаксияда жүзеге асырылатындықтан, сапасыэпитаксияқұрылғының жұмысына үлкен әсер етеді, бірақ эпитаксия сапасына кристалдар мен субстраттарды өңдеу әсер етеді. Ол саланың орта буынында және саланың дамуында өте маңызды рөл атқарады.

Кремний карбидінің эпитаксиалды қабаттарын дайындаудың негізгі әдістері: булану өсу әдісі; сұйық фаза эпитаксисі (LPE); молекулярлық сәулелік эпитаксия (MBE); химиялық булардың тұндыру (CVD).

Олардың ішінде химиялық буларды тұндыру (CVD) ең танымал 4H-SiC гомоэпитаксиалды әдісі болып табылады. 4-H-SiC-CVD эпитаксисі әдетте CVD жабдығын пайдаланады, ол жоғары өсу температурасы жағдайында 4H кристалды SiC эпитаксиалды қабатының жалғасуын қамтамасыз ете алады.

CVD жабдығында субстратты тікелей металға қоюға немесе жай ғана эпитаксиалды тұндыру үшін негізге қоюға болмайды, себебі ол газ ағынының бағыты (көлденең, тік), температура, қысым, бекіту және ластаушы заттардың түсуі сияқты әртүрлі факторларды қамтиды. Сондықтан негіз қажет, содан кейін субстрат дискіге орналастырылады, содан кейін CVD технологиясын қолдана отырып, субстратта эпитаксиалды тұндыру жүргізіледі. Бұл негіз SiC қапталған графит негізі болып табылады.

Негізгі компонент ретінде графит негізі жоғары меншікті беріктік пен меншікті модуль, жақсы термиялық соққыға төзімділік және коррозияға төзімділік сипаттамаларына ие, бірақ өндіріс процесінде графит коррозиялық газдар мен металл органикалық қалдықтарының салдарынан коррозияға ұшырайды және ұнтақ болады. зат, ал графит негізінің қызмет ету мерзімі айтарлықтай қысқарады.

Сонымен бірге құлаған графит ұнтағы чипті ластайды. Кремний карбидінің эпитаксиалды пластинкаларын өндіру процесінде графиттік материалдарды пайдалану бойынша адамдардың барған сайын қатаң талаптарын қанағаттандыру қиын, бұл оның дамуы мен практикалық қолданылуын айтарлықтай шектейді. Сондықтан қаптау технологиясы көтеріле бастады.

2. АртықшылықтарыSiC жабыны

Қаптаманың физикалық-химиялық қасиеттері өнімнің шығымы мен қызмет ету мерзіміне тікелей әсер ететін жоғары температураға және коррозияға төзімділікке қатаң талаптар қояды. SiC материалы жоғары беріктікке, жоғары қаттылыққа, төмен жылу кеңею коэффициентіне және жақсы жылу өткізгіштікке ие. Бұл маңызды жоғары температуралық құрылымдық материал және жоғары температуралы жартылай өткізгіш материал. Ол графит негізіне қолданылады. Оның артықшылықтары:

-SiC коррозияға төзімді және графит негізін толығымен орап, коррозиялық газдың зақымдануын болдырмау үшін жақсы тығыздыққа ие.

-SiC жоғары жылу өткізгіштікке және графит негізімен жоғары байланыс беріктігіне ие, бұл жабынның бірнеше жоғары температура мен төмен температура циклдарынан кейін оңай құлап кетпеуін қамтамасыз етеді.

-SiC жоғары температурада және коррозиялық атмосферада жабынның істен шығуына жол бермеу үшін жақсы химиялық тұрақтылыққа ие.

Сонымен қатар, әртүрлі материалдардың эпитаксиалды пештері әртүрлі өнімділік көрсеткіштері бар графит науаларды қажет етеді. Графит материалдарының термиялық кеңею коэффициентінің сәйкестігі эпитаксиалды пештің өсу температурасына бейімделуді талап етеді. Мысалы, кремний карбидінің эпитаксиалды өсу температурасы жоғары, ал жоғары термиялық кеңею коэффициенті сәйкес келетін науа қажет. SiC термиялық кеңею коэффициенті графитке өте жақын, бұл оны графит негізінің бетін жабу үшін қолайлы материал ретінде қолайлы етеді.
SiC материалдарының әртүрлі кристалдық пішіндері бар, ең көп таралғандары 3C, 4H және 6H. SiC-тің әртүрлі кристалдық формаларының әртүрлі қолданылуы бар. Мысалы, 4H-SiC жоғары қуатты құрылғыларды өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін; 6H-SiC ең тұрақты және оптоэлектронды құрылғыларды өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін; 3C-SiC GaN эпитаксиалды қабаттарын өндіру және GaN құрылымына ұқсас болғандықтан SiC-GaN RF құрылғыларын өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. 3C-SiC әдетте β-SiC деп те аталады. β-SiC маңызды пайдалану жұқа қабықша және жабын материалы болып табылады. Сондықтан β-SiC қазіргі уақытта жабу үшін негізгі материал болып табылады.
SiC жабындары жартылай өткізгіштер өндірісінде жиі қолданылады. Олар негізінен субстраттарда, эпитаксияда, тотығу диффузиясында, оюлауда және иондарды имплантациялауда қолданылады. Қаптаманың физикалық және химиялық қасиеттері өнімнің шығымы мен қызмет ету мерзіміне тікелей әсер ететін жоғары температураға және коррозияға төзімділікке қатаң талаптар қояды. Сондықтан SiC жабындарын дайындау өте маңызды.