¿Por qué el recubrimiento de SiC es un material central clave para el crecimiento epitaxial de SiC?

En los equipos CVD, el sustrato no se puede colocar directamente sobre el metal o simplemente sobre una base para deposición epitaxial, porque involucra diversos factores como la dirección del flujo de gas (horizontal, vertical), temperatura, presión, fijación y caída de contaminantes. Por lo tanto, se necesita una base, luego se coloca el sustrato sobre el disco y luego se realiza la deposición epitaxial sobre el sustrato utilizando tecnología CVD. Esta base es laBase de grafito recubierta de SiC.

Como componente central, la base de grafito tiene alta resistencia y módulo específicos, buena resistencia al choque térmico y resistencia a la corrosión, pero durante el proceso de producción, el grafito se corroerá y se pulverizará debido al gas corrosivo residual y la materia orgánica metálica, y el servicio. La vida útil de la base de grafito se reducirá considerablemente. Al mismo tiempo, el polvo de grafito caído contaminará el chip. En el proceso de producción deobleas epitaxiales de carburo de silicio, es difícil cumplir con los requisitos de uso cada vez más estrictos de las personas para los materiales de grafito, lo que restringe seriamente su desarrollo y aplicación práctica. Por lo tanto, la tecnología de recubrimiento comenzó a aumentar.

Ventajas del recubrimiento de SiC en la industria de los semiconductores

Las propiedades físicas y químicas del recubrimiento tienen requisitos estrictos de resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión, que afectan directamente el rendimiento y la vida útil del producto. El material SiC tiene alta resistencia, alta dureza, bajo coeficiente de expansión térmica y buena conductividad térmica. Es un importante material estructural de alta temperatura y un material semiconductor de alta temperatura. Se aplica sobre base de grafito. Sus ventajas son:

1) El SiC es resistente a la corrosión y puede envolver completamente la base de grafito. Tiene buena densidad y evita daños por gases corrosivos.

2) El SiC tiene una alta conductividad térmica y una alta fuerza de unión con la base de grafito, lo que garantiza que el recubrimiento no se caiga fácilmente después de múltiples ciclos de alta y baja temperatura.

3) El SiC tiene buena estabilidad química para evitar la falla del recubrimiento en una atmósfera corrosiva y de alta temperatura.

Propiedades físicas básicas del recubrimiento CVD SiC.

Además, los hornos epitaxiales de diferentes materiales requieren bandejas de grafito con diferentes indicadores de rendimiento. La adaptación del coeficiente de expansión térmica de los materiales de grafito requiere una adaptación a la temperatura de crecimiento del horno epitaxial. Por ejemplo, la temperatura deepitaxia de carburo de silicioes alto y se requiere una bandeja con un alto coeficiente de expansión térmica. El coeficiente de expansión térmica del SiC es muy cercano al del grafito, lo que lo hace adecuado como material preferido para el recubrimiento superficial de la base de grafito.

Los materiales de SiC tienen una variedad de formas cristalinas. Los más comunes son 3C, 4H y 6H. El SiC de diferentes formas cristalinas tiene diferentes usos. Por ejemplo, el 4H-SiC se puede utilizar para fabricar dispositivos de alta potencia; 6H-SiC es el más estable y puede utilizarse para fabricar dispositivos optoelectrónicos; El 3C-SiC se puede utilizar para producir capas epitaxiales de GaN y fabricar dispositivos RF de SiC-GaN debido a su estructura similar a la del GaN. El 3C-SiC también se conoce comúnmente como β-SiC. Un uso importante del β-SiC es como película delgada y material de recubrimiento. Por tanto, el β-SiC es actualmente el principal material para recubrimiento.

Estructura química de β-SiC

Como consumible común en la producción de semiconductores, el recubrimiento de SiC se utiliza principalmente en sustratos, epitaxia,difusión de oxidación, grabado e implantación de iones. Las propiedades físicas y químicas del recubrimiento tienen requisitos estrictos de resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión, que afectan directamente el rendimiento y la vida útil del producto. Por tanto, la preparación del recubrimiento de SiC es fundamental.