CVD silizio-karburozko estaldura-2

CVD silizio-karburozko estaldura

1. Zergatik dago asiliziozko karburozko estaldura

Geruza epitaxiala prozesu epitaxialaren bidez oblean oinarrituta hazi den kristal bakarreko film mehe espezifikoa da. Substratu oblea eta film mehe epitaxialari oblea epitaxial deitzen zaie kolektiboki. Horien artean,silizio karburo epitaxialageruza silizio-karburo eroalearen substratuan hazten da silizio-karburoko oblea epitaxial homogeneo bat lortzeko, eta hori gehiago egin daitekeen potentzia-gailuetan, hala nola, Schottky diodoak, MOSFETak eta IGBTak. Horien artean, gehien erabiltzen dena 4H-SiC substratua da.

Gailu guztiak funtsean epitaxian gauzatzen direnez, kalitateaepitaxiagailuaren errendimenduan eragin handia du, baina epitaxiaren kalitatea kristalen eta substratuen prozesamenduak eragiten du. Industria baten erdiko loturan dago eta industriaren garapenean oso paper garrantzitsua betetzen du.

Silizio-karburoko epitaxia-geruza prestatzeko metodo nagusiak hauek dira: lurrunketa-hazkuntza-metodoa; fase likidoaren epitaxia (LPE); izpi molekularra epitaxia (MBE); lurrun-deposizio kimikoa (CVD).

Horien artean, lurrun-deposizio kimikoa (CVD) da 4H-SiC metodo homoepitaxial ezagunena. 4-H-SiC-CVD epitaxiak, oro har, CVD ekipamendua erabiltzen du, eta horrek 4H kristal SiC epitaxial geruzaren jarraipena berma dezake hazkunde-tenperatura handiko baldintzetan.

CVD ekipoetan, substratua ezin da zuzenean metalaren gainean jarri edo, besterik gabe, deposizio epitaxialerako oinarri baten gainean jarri, hainbat faktore hartzen baitute parte, hala nola, gasaren fluxuaren norabidea (horizontala, bertikala), tenperatura, presioa, finkapena eta erortzen diren kutsatzaileak. Hori dela eta, oinarri bat behar da, eta, ondoren, substratua diskoan jartzen da, eta, ondoren, deposizio epitaxiala egiten da substratuan CVD teknologia erabiliz. Oinarri hau SiC estalitako grafitozko oinarria da.

Oinarrizko osagai gisa, grafitoaren oinarriak indar espezifiko handiko eta modulu espezifikoen ezaugarriak ditu, kolpe termikoen erresistentzia ona eta korrosioarekiko erresistentzia, baina ekoizpen-prozesuan zehar, grafitoa korrosiboaren eta metal organikoen hondakinen ondorioz grafitoa herdoildu eta hautstuko da. materia, eta grafito-oinarriaren iraupena asko murriztuko da.

Aldi berean, eroritako grafito-hautsak txipa kutsatuko du. Silizio karburoko obleen epitaxialen ekoizpen-prozesuan, zaila da grafitozko materialak erabiltzeko gero eta eskakizun zorrotzagoak betetzea, eta horrek garapena eta aplikazio praktikoa murrizten ditu. Hori dela eta, estaldura-teknologia hazten hasi zen.

2.-ren abantailakSiC estaldura

Estalduraren propietate fisiko eta kimikoek tenperatura altuko erresistentziarako eta korrosioarekiko erresistentziarako baldintza zorrotzak dituzte, produktuaren errendimenduan eta bizitzan zuzenean eragiten dutenak. SiC materialak indar handia, gogortasun handia, hedapen termiko koefiziente baxua eta eroankortasun termiko ona ditu. Tenperatura handiko egiturazko material eta tenperatura altuko material erdieroale garrantzitsua da. Grafitoaren oinarrian aplikatzen da. Bere abantailak hauek dira:

-SiC korrosioarekiko erresistentea da eta grafitozko oinarria guztiz bil dezake, eta dentsitate ona du gas korrosiboak kalteak saihesteko.

-SiC-k eroankortasun termiko handia eta lotura-indar handia du grafitozko oinarriarekin, estaldura ez dela erraza erortzen tenperatura altuko eta tenperatura baxuko hainbat zikloren ondoren.

-SiC-k egonkortasun kimiko ona du estaldurak tenperatura altuko eta atmosfera korrosiboan huts egin ez dezan.

Gainera, material ezberdinetako labe epitaxialek errendimendu adierazle desberdinak dituzten grafitozko erretiluak behar dituzte. Grafitozko materialen hedapen termikoko koefizientea parekatzeak labe epitaxialaren hazkuntza-tenperaturara egokitzea eskatzen du. Esate baterako, silizio-karburoaren epitaxia-hazkundearen tenperatura altua da, eta hedapen termikoko koefiziente altua duen erretilu bat behar da. SiC-ren hedapen termikoko koefizientea grafitoarenaren oso hurbil dago, eta grafito-oinarriaren gainazaleko estaldurarako hobetsia den material gisa egokia da.
SiC materialek kristal forma desberdinak dituzte, eta ohikoenak 3C, 4H eta 6H dira. SiC-ren kristal forma ezberdinek erabilera desberdinak dituzte. Adibidez, 4H-SiC potentzia handiko gailuak fabrikatzeko erabil daiteke; 6H-SiC egonkorrena da eta gailu optoelektronikoak fabrikatzeko erabil daiteke; 3C-SiC GaN geruza epitaxialak ekoizteko eta SiC-GaN RF gailuak fabrikatzeko erabil daiteke, GaN-ren antzeko egitura duelako. 3C-SiC β-SiC ere deitzen zaio. β-SiC-ren erabilera garrantzitsu bat film mehe eta estaldura material gisa da. Hori dela eta, β-SiC da gaur egun estaltzeko material nagusia.
SiC estaldurak erdieroaleen ekoizpenean erabili ohi dira. Batez ere substratuetan, epitaxian, oxidazio-difusioan, akuafortean eta ioien inplantazioan erabiltzen dira. Estalduraren propietate fisiko eta kimikoek tenperatura altuko erresistentziari eta korrosioarekiko erresistentziari buruzko baldintza zorrotzak dituzte, produktuaren errendimenduan eta bizitzan zuzenean eragiten dutenak. Hori dela eta, funtsezkoa da SiC estaldura prestatzea.