CVD цахиурын карбидын бүрээс-2

CVD цахиурын карбидын бүрээс

1. Яагаад aцахиурын карбидын бүрээс

Эпитаксиаль давхарга нь эпитаксиаль процессоор дамжуулан вафель дээр үндэслэсэн өвөрмөц нэг талст нимгэн хальс юм. Субстратын нимгэн хальс ба эпитаксиаль нимгэн хальсыг хамтад нь эпитаксиаль хавтан гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийн дотроосцахиурын карбидын эпитаксиалДавхаргыг дамжуулагч цахиурын карбидын субстрат дээр ургуулж, цахиурын карбидын нэгэн төрлийн эпитаксиаль ялтсыг гаргаж авдаг бөгөөд үүнийг цаашид Schottky диод, MOSFET, IGBT зэрэг цахилгаан төхөөрөмж болгон хийж болно. Тэдгээрийн дотроос хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь 4H-SiC субстрат юм.

Бүх төхөөрөмжүүд нь үндсэндээ эпитакс дээр хийгдсэн байдаг тул чанарэпитакситөхөөрөмжийн гүйцэтгэлд маш их нөлөө үзүүлдэг боловч эпитаксийн чанар нь талст болон субстратын боловсруулалтанд нөлөөлдөг. Энэ нь аж үйлдвэрийн дунд холбоос бөгөөд салбарын хөгжилд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Цахиурын карбидын эпитаксиаль давхаргыг бэлтгэх үндсэн аргууд нь: ууршилтын өсөлтийн арга; шингэн фазын эпитакси (LPE); молекулын цацрагийн эпитакси (MBE); химийн уурын хуримтлал (CVD).

Тэдгээрийн дотроос химийн уурын хуримтлал (CVD) нь хамгийн алдартай 4H-SiC гомоэпитаксиаль арга юм. 4-H-SiC-CVD эпитакси нь ерөнхийдөө CVD төхөөрөмжийг ашигладаг бөгөөд энэ нь өсөлтийн өндөр температурын нөхцөлд 4H болор SiC эпитаксиаль давхаргыг үргэлжлүүлэх боломжийг олгодог.

ЗСӨ-ийн төхөөрөмжид хийн урсгалын чиглэл (хэвтээ, босоо), температур, даралт, бэхэлгээ, унасан бохирдуулагч зэрэг янз бүрийн хүчин зүйлсийг хамардаг тул субстратыг шууд металл дээр байрлуулах эсвэл эпитаксиаль хуримтлалд зориулж суурь дээр байрлуулах боломжгүй юм. Тиймээс суурь шаардлагатай бөгөөд дараа нь субстратыг дискэн дээр байрлуулж, дараа нь CVD технологийг ашиглан субстрат дээр эпитаксийн хуримтлалыг гүйцэтгэдэг. Энэ суурь нь SiC бүрсэн бал чулуун суурь юм.

Гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох бал чулуун суурь нь өндөр хувийн бат бэх, хувийн модультай, дулааны цохилтод тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй шинж чанартай байдаг боловч үйлдвэрлэлийн явцад графит нь идэмхий хий, металлын органик үлдэгдэл зэргээс болж зэвэрч, нунтаг болно. бодис, бал чулууны суурийн ашиглалтын хугацаа ихээхэн багасна.

Үүний зэрэгцээ унасан бал чулууны нунтаг чипийг бохирдуулна. Цахиурын карбидын эпитаксиаль хавтан үйлдвэрлэх явцад графит материалыг ашиглахад тавигдах хүмүүсийн улам бүр хатуу шаардлагыг хангахад хэцүү байдаг нь түүний хөгжил, практик хэрэглээг ноцтойгоор хязгаарладаг. Тиймээс бүрэх технологи өсч эхэлсэн.

2. давуу талSiC бүрэх

Бүрээсний физик, химийн шинж чанар нь өндөр температурт тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байх хатуу шаардлага тавьдаг бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний гарц, ашиглалтад шууд нөлөөлдөг. SiC материал нь өндөр бат бэх, өндөр хатуулаг, дулааны тэлэлтийн коэффициент бага, дулаан дамжуулалт сайтай байдаг. Энэ нь чухал өндөр температурт бүтцийн материал, өндөр температурт хагас дамжуулагч материал юм. Энэ нь бал чулууны суурь дээр хэрэглэгддэг. Үүний давуу талууд нь:

-SiC нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, бал чулууны суурийг бүрэн ороож чаддаг, идэмхий хийгээр гэмтэхээс сэргийлж сайн нягттай.

-SiC нь өндөр дулаан дамжуулалттай, бал чулуун суурьтай наалддаг өндөр бат бэхтэй тул өндөр, бага температурын олон мөчлөгийн дараа бүрхүүл нь амархан унахгүй.

-SiC нь өндөр температур, идэмхий уур амьсгалд бүрэх эвдрэлээс хамгаалах химийн тогтвортой байдал сайтай.

Үүнээс гадна янз бүрийн материалын эпитаксиаль зуух нь янз бүрийн гүйцэтгэлийн үзүүлэлт бүхий бал чулуун тавиурыг шаарддаг. Бал чулуун материалын дулааны тэлэлтийн коэффициентийг тохируулах нь эпитаксиаль зуухны өсөлтийн температурт дасан зохицохыг шаарддаг. Жишээлбэл, цахиурын карбидын эпитаксиаль өсөлтийн температур өндөр, дулааны тэлэлтийн өндөр коэффициенттэй тохирох тавиур шаардлагатай. SiC-ийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь бал чулууныхтай маш ойрхон тул графит суурийн гадаргууг бүрэх хамгийн тохиромжтой материал болдог.
SiC материалууд нь янз бүрийн талст хэлбэртэй байдаг бөгөөд хамгийн түгээмэл нь 3C, 4H, 6H юм. SiC-ийн янз бүрийн болор хэлбэрүүд өөр өөр хэрэглээтэй байдаг. Жишээлбэл, 4H-SiC-ийг өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно; 6H-SiC нь хамгийн тогтвортой бөгөөд оптоэлектроник төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно; 3C-SiC нь GaN-тай төстэй бүтэцтэй тул GaN эпитаксиаль давхаргууд болон SiC-GaN RF төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. 3C-SiC-ийг ихэвчлэн β-SiC гэж нэрлэдэг. β-SiC-ийн чухал хэрэглээ бол нимгэн хальс, бүрэх материал юм. Тиймээс β-SiC нь одоогоор бүрэх гол материал юм.
SiC бүрээсийг хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд ихэвчлэн ашигладаг. Тэдгээрийг голчлон субстрат, эпитакси, исэлдэлтийн тархалт, сийлбэр, ион суулгахад ашигладаг. Бүрээсийн физик, химийн шинж чанар нь өндөр температурт тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байх зэрэгт хатуу шаардлага тавьдаг бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний гарц, ашиглалтад шууд нөлөөлдөг. Тиймээс SiC бүрээсийг бэлтгэх нь маш чухал юм.