Почему покрытие SiC является ключевым материалом сердцевины для эпитаксиального роста SiC?

В CVD-оборудовании подложку нельзя разместить непосредственно на металле или просто на основе для эпитаксиального осаждения, поскольку на это влияют различные факторы, такие как направление потока газа (горизонтальное, вертикальное), температура, давление, фиксация и попадание загрязняющих веществ. Поэтому нужна база, затем на диск помещается подложка, а затем на подложку производится эпитаксиальное осаждение с помощью технологии CVD. Эта база являетсяГрафитовая основа с покрытием SiC.

В качестве основного компонента графитовая основа имеет высокую удельную прочность и модуль упругости, хорошую стойкость к термическому удару и коррозионную стойкость, но в процессе производства графит подвергается коррозии и превращается в порошок из-за остаточного коррозионного газа и металлических органических веществ, а также при обслуживании. срок службы графитовой основы значительно сократится. В то же время выпавший графитовый порошок приведет к загрязнению чипа. В процессе производстваэпитаксиальные пластины карбида кремния, трудно удовлетворить все более строгие требования людей к использованию графитовых материалов, что серьезно ограничивает их развитие и практическое применение. Поэтому технология нанесения покрытий начала развиваться.

Преимущества покрытия SiC в полупроводниковой промышленности

К физико-химическим свойствам покрытия предъявляются строгие требования по стойкости к высоким температурам и коррозии, что напрямую влияет на выход продукции и срок службы изделия. Материал SiC обладает высокой прочностью, высокой твердостью, низким коэффициентом теплового расширения и хорошей теплопроводностью. Это важный высокотемпературный конструкционный материал и высокотемпературный полупроводниковый материал. Наносится на графитовую основу. Его преимущества:

1) Карбид кремния устойчив к коррозии и может полностью покрывать графитовую основу. Он имеет хорошую плотность и позволяет избежать повреждений агрессивным газом.

2) Карбид кремния обладает высокой теплопроводностью и высокой прочностью сцепления с графитовой основой, что гарантирует, что покрытие не будет легко отваливаться после нескольких циклов высокой и низкой температуры.

3) Карбид кремния обладает хорошей химической стабильностью, что позволяет избежать разрушения покрытия в высокотемпературной и агрессивной атмосфере.

Основные физические свойства покрытия CVD SiC

Кроме того, для эпитаксиальных печей из разных материалов требуются графитовые лотки с разными эксплуатационными показателями. Согласование коэффициента термического расширения графитовых материалов требует адаптации к температуре выращивания эпитаксиальной печи. Например, температура г.эпитаксия карбида кремниявысока, и требуется лоток с высоким коэффициентом теплового расширения. Коэффициент теплового расширения SiC очень близок к коэффициенту теплового расширения графита, что делает его предпочтительным материалом для поверхностного покрытия графитовой основы.

Материалы SiC имеют множество кристаллических форм. Наиболее распространенными являются 3C, 4H и 6H. SiC разных кристаллических форм имеет разное применение. Например, 4H-SiC можно использовать для изготовления мощных устройств; 6H-SiC наиболее стабилен и может использоваться для изготовления оптоэлектронных устройств; 3C-SiC можно использовать для изготовления эпитаксиальных слоев GaN и изготовления радиочастотных устройств SiC-GaN из-за его структуры, схожей с GaN. 3C-SiC также обычно называют β-SiC. Важным применением β-SiC является изготовление тонких пленок и покрытий. Поэтому β-SiC в настоящее время является основным материалом для покрытия.

Химическая структура β-SiC

В качестве обычного расходного материала в производстве полупроводников покрытие SiC в основном используется в подложках, эпитаксии,окислительная диффузия, травление и ионная имплантация. К физико-химическим свойствам покрытия предъявляются строгие требования по стойкости к высоким температурам и коррозии, что напрямую влияет на выход продукции и срок службы изделия. Поэтому подготовка покрытия SiC имеет решающее значение.