Varför är SiC-beläggning ett nyckelmaterial för epitaxiell tillväxt av SiC?

I CVD-utrustning kan substratet inte placeras direkt på metallen eller helt enkelt på en bas för epitaxiell avsättning, eftersom det involverar olika faktorer såsom gasflödesriktning (horisontell, vertikal), temperatur, tryck, fixering och fallande föroreningar. Därför behövs en bas, och sedan placeras substratet på skivan, och sedan utförs epitaxiell avsättning på substratet med CVD-teknik. Denna bas ärSiC-belagd grafitbas.

Som en kärnkomponent har grafitbasen hög specifik hållfasthet och modul, god termisk chockbeständighet och korrosionsbeständighet, men under produktionsprocessen kommer grafiten att korroderas och pulveriseras på grund av kvarvarande korrosiv gas och metallorganiskt material, och servicen grafitbasens livslängd kommer att minska kraftigt. Samtidigt kommer det nedfallna grafitpulvret att orsaka kontaminering av chipet. I produktionsprocessen avepitaxiella wafers av kiselkarbid, är det svårt att möta människors allt strängare användningskrav för grafitmaterial, vilket allvarligt begränsar dess utveckling och praktiska tillämpning. Därför började beläggningstekniken att stiga.

Fördelar med SiC-beläggning inom halvledarindustrin

Beläggningens fysikaliska och kemiska egenskaper ställer höga krav på hög temperaturbeständighet och korrosionsbeständighet, vilket direkt påverkar produktens utbyte och livslängd. SiC-material har hög hållfasthet, hög hårdhet, låg värmeutvidgningskoefficient och god värmeledningsförmåga. Det är ett viktigt högtemperaturstrukturmaterial och högtemperaturhalvledarmaterial. Den appliceras på grafitbas. Dess fördelar är:

1) SiC är korrosionsbeständigt och kan helt linda in grafitbasen. Den har god densitet och undviker skador av frätande gas.

2) SiC har hög värmeledningsförmåga och hög bindningsstyrka med grafitbasen, vilket säkerställer att beläggningen inte är lätt att falla av efter flera högtemperatur- och lågtemperaturcykler.

3) SiC har god kemisk stabilitet för att undvika fel på beläggningen i en hög temperatur och korrosiv atmosfär.

Grundläggande fysikaliska egenskaper för CVD SiC-beläggning

Dessutom kräver epitaxiella ugnar av olika material grafitbrickor med olika prestandaindikatorer. Matchningen av den termiska expansionskoefficienten för grafitmaterial kräver anpassning till växttemperaturen för den epitaxiella ugnen. Till exempel temperaturen påkiselkarbidepitaxiär hög, och en bricka med hög värmeutvidgningskoefficientanpassning krävs. Den termiska expansionskoefficienten för SiC är mycket nära den för grafit, vilket gör den lämplig som det föredragna materialet för ytbeläggning av grafitbasen.

SiC-material har en mängd olika kristallformer. De vanligaste är 3C, 4H och 6H. SiC av olika kristallformer har olika användningsområden. Till exempel kan 4H-SiC användas för att tillverka högeffektsenheter; 6H-SiC är den mest stabila och kan användas för att tillverka optoelektroniska enheter; 3C-SiC kan användas för att producera GaN epitaxiella skikt och tillverka SiC-GaN RF-enheter på grund av dess liknande struktur som GaN. 3C-SiC kallas också vanligtvis för β-SiC. En viktig användning av β-SiC är som en tunn film och beläggningsmaterial. Därför är β-SiC för närvarande huvudmaterialet för beläggning.

Kemisk struktur-av-β-SiC

Som en vanlig förbrukningsvara i halvledarproduktion används SiC-beläggning främst i substrat, epitaxi,oxidationsdiffusion, etsning och jonimplantation. Beläggningens fysikaliska och kemiska egenskaper ställer höga krav på hög temperaturbeständighet och korrosionsbeständighet, vilket direkt påverkar produktens utbyte och livslängd. Därför är beredningen av SiC-beläggning kritisk.