Waarom is SiC-coating een belangrijk kernmateriaal voor de epitaxiale groei van SiC?

Bij CVD-apparatuur kan het substraat niet rechtstreeks op het metaal worden geplaatst of eenvoudigweg op een basis voor epitaxiale afzetting, omdat er verschillende factoren bij betrokken zijn, zoals de richting van de gasstroom (horizontaal, verticaal), temperatuur, druk, fixatie en vallende verontreinigende stoffen. Daarom is een basis nodig, waarna het substraat op de schijf wordt geplaatst en vervolgens epitaxiale afzetting op het substraat wordt uitgevoerd met behulp van CVD-technologie. Deze basis is deGrafietbasis met SiC-coating.

Als kerncomponent heeft de grafietbasis een hoge specifieke sterkte en modulus, goede thermische schokbestendigheid en corrosieweerstand, maar tijdens het productieproces zal het grafiet worden gecorrodeerd en verpoederd als gevolg van het resterende corrosieve gas en metaalorganisch materiaal, en de service de levensduur van de grafietbasis zal aanzienlijk worden verkort. Tegelijkertijd zal het gevallen grafietpoeder vervuiling van de chip veroorzaken. In het productieproces vanepitaxiale wafels van siliciumcarbideis het moeilijk om te voldoen aan de steeds strengere gebruikseisen van mensen voor grafietmaterialen, wat de ontwikkeling en praktische toepassing ervan ernstig beperkt. Daarom begon de coatingtechnologie te stijgen.

Voordelen van SiC-coating in de halfgeleiderindustrie

De fysische en chemische eigenschappen van de coating stellen strenge eisen aan hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid, die rechtstreeks van invloed zijn op de opbrengst en levensduur van het product. SiC-materiaal heeft een hoge sterkte, hoge hardheid, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en goede thermische geleidbaarheid. Het is een belangrijk structureel materiaal voor hoge temperaturen en halfgeleidermateriaal voor hoge temperaturen. Het wordt toegepast op grafietbasis. De voordelen zijn:

1) SiC is corrosiebestendig en kan de grafietbasis volledig omhullen. Het heeft een goede dichtheid en vermijdt schade door corrosief gas.

2) SiC heeft een hoge thermische geleidbaarheid en een hoge hechtsterkte met de grafietbasis, waardoor de coating niet gemakkelijk loslaat na meerdere cycli bij hoge en lage temperaturen.

3) SiC heeft een goede chemische stabiliteit om het falen van de coating in een hoge temperatuur en corrosieve atmosfeer te voorkomen.

Fysische basiseigenschappen van CVD SiC-coating

Bovendien vereisen epitaxiale ovens van verschillende materialen grafietplaten met verschillende prestatie-indicatoren. Het afstemmen van de thermische uitzettingscoëfficiënt van grafietmaterialen vereist aanpassing aan de groeitemperatuur van de epitaxiale oven. De temperatuur van bijvoorbeeldepitaxie van siliciumcarbideis hoog en er is een bak met een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt vereist. De thermische uitzettingscoëfficiënt van SiC ligt zeer dicht bij die van grafiet, waardoor het geschikt is als voorkeursmateriaal voor de oppervlaktecoating van de grafietbasis.

SiC-materialen hebben verschillende kristalvormen. De meest voorkomende zijn 3C, 4H en 6H. SiC van verschillende kristalvormen heeft verschillende toepassingen. 4H-SiC kan bijvoorbeeld worden gebruikt om apparaten met een hoog vermogen te vervaardigen; 6H-SiC is het meest stabiel en kan worden gebruikt voor de vervaardiging van opto-elektronische apparaten; 3C-SiC kan worden gebruikt om GaN-epitaxiale lagen te produceren en SiC-GaN RF-apparaten te vervaardigen vanwege de vergelijkbare structuur als GaN. 3C-SiC wordt ook vaak β-SiC genoemd. Een belangrijk gebruik van β-SiC is als dunne film en coatingmateriaal. Daarom is β-SiC momenteel het belangrijkste materiaal voor coating.

Chemische structuur van β-SiC

Als gebruikelijk verbruiksartikel bij de productie van halfgeleiders wordt SiC-coating voornamelijk gebruikt in substraten, epitaxie,oxidatie diffusie, etsen en ionenimplantatie. De fysische en chemische eigenschappen van de coating stellen strenge eisen aan hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid, die rechtstreeks van invloed zijn op de opbrengst en levensduur van het product. Daarom is de voorbereiding van SiC-coating van cruciaal belang.