ሲቪዲ የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን-2

የሲቪዲ የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን

1. ለምን አለየሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን

የ epitaxial ንብርብር በ epitaxial ሂደት በኩል በ wafer መሠረት የሚበቅል የተወሰነ ነጠላ ክሪስታል ቀጭን ፊልም ነው። የ substrate wafer እና epitaxial ስስ ፊልም በጋራ ኤፒታክሲያል wafers ይባላሉ. ከነሱ መካከል እ.ኤ.አየሲሊኮን ካርቦይድ ኤፒታክሲያልንብርብር የሚበቅለው በሲሊኮን ካርቦዳይድ ተመሳሳይነት ያለው ኤፒታክሲያል ዋይፈር ለማግኘት ሲሆን ይህም እንደ ሾትኪ ዳዮዶች፣ MOSFETs እና IGBTs ባሉ የኃይል መሳሪያዎች ሊፈጠር ይችላል። ከነሱ መካከል በብዛት ጥቅም ላይ የዋለው 4H-SiC substrate ነው.

ሁሉም መሳሪያዎች በመሠረቱ በ epitaxy ላይ ስለሚገነዘቡ, የጥራት ጥራትኤፒታክሲያበመሳሪያው አፈፃፀም ላይ ትልቅ ተፅእኖ አለው, ነገር ግን የ epitaxy ጥራት ክሪስታሎች እና ንጣፎችን በማቀነባበር ይጎዳል. በኢንዱስትሪ መካከለኛ ትስስር ውስጥ የሚገኝ እና ለኢንዱስትሪው እድገት በጣም ወሳኝ ሚና ይጫወታል.

የሲሊኮን ካርቦይድ ኤፒታክሲያል ንብርብሮችን ለማዘጋጀት ዋና ዘዴዎች የሚከተሉት ናቸው- የትነት እድገት ዘዴ; ፈሳሽ ደረጃ ኤፒታክሲ (LPE); ሞለኪውላር ጨረር ኤፒታክሲ (MBE); የኬሚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ (ሲቪዲ).

ከነሱ መካከል የኬሚካል ትነት ማጠራቀሚያ (ሲቪዲ) በጣም ታዋቂው የ 4H-SiC ሆሞኢፒታክሲያል ዘዴ ነው. 4-H-SiC-CVD epitaxy በአጠቃላይ የሲቪዲ መሳሪያዎችን ይጠቀማል፣ይህም የኤፒታክሲያል ንብርብር 4H ክሪስታል ሲሲ በከፍተኛ የእድገት ሙቀት ውስጥ መቀጠሉን ያረጋግጣል።

በሲቪዲ መሳሪያዎች ውስጥ, ንጣፉ በቀጥታ በብረት ላይ ሊቀመጥ ወይም በቀላሉ ለኤፒታክሲያል ክምችት መሰረት ላይ ሊቀመጥ አይችልም, ምክንያቱም እንደ ጋዝ ፍሰት አቅጣጫ (አግድም, ቀጥ ያለ), የሙቀት መጠን, ግፊት, ማስተካከል እና የመውደቅ ብክለትን ያካትታል. ስለዚህ, መሰረት ያስፈልጋል, ከዚያም ንጣፉ በዲስክ ላይ ይቀመጣል, ከዚያም በሲቪዲ ቴክኖሎጂ በመጠቀም ኤፒታክሲያል ማስቀመጫው ላይ ይከናወናል. ይህ መሠረት በሲሲ የተሸፈነ ግራፋይት መሰረት ነው.

እንደ ዋና አካል ፣ የግራፋይት መሰረቱ ከፍተኛ ልዩ ጥንካሬ እና ልዩ ሞጁሎች ፣ ጥሩ የሙቀት ድንጋጤ የመቋቋም እና የዝገት መቋቋም ባህሪዎች አሉት ፣ ግን በምርት ሂደት ውስጥ ግራፋይቱ በተበላሹ ጋዞች እና በብረት ኦርጋኒክ ቅሪት ምክንያት የተበላሸ እና ዱቄት ይሆናል። ጉዳይ, እና የግራፍ መሰረት የአገልግሎት ህይወት በእጅጉ ይቀንሳል.

በተመሳሳይ ጊዜ የወደቀው ግራፋይት ዱቄት ቺፑን ይበክላል. የሲሊኮን ካርቦይድ ኤፒታክሲያል ቫፈርን በማምረት ሂደት ውስጥ የግራፊይት ቁሳቁሶችን ለመጠቀም የሰዎችን ጥብቅ መስፈርቶች ማሟላት አስቸጋሪ ነው, ይህም እድገቱን እና ተግባራዊ ትግበራውን በእጅጉ ይገድባል. ስለዚህ የሽፋን ቴክኖሎጂ መነሳት ጀመረ.

2. ጥቅሞችየሲሲ ሽፋን

የሽፋኑ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ለከፍተኛ ሙቀት መቋቋም እና የዝገት መቋቋም ጥብቅ መስፈርቶች አሏቸው, ይህም የምርቱን ምርት እና ህይወት በቀጥታ ይነካል. የሲሲ ቁሳቁስ ከፍተኛ ጥንካሬ ፣ ከፍተኛ ጥንካሬ ፣ ዝቅተኛ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት እና ጥሩ የሙቀት መቆጣጠሪያ አለው። በጣም አስፈላጊ የሆነ ከፍተኛ ሙቀት መዋቅራዊ ቁሳቁስ እና ከፍተኛ ሙቀት ያለው ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ነው. በግራፍ መሰረት ላይ ይተገበራል. የእሱ ጥቅሞች የሚከተሉት ናቸው:

-ሲሲ ዝገትን የሚቋቋም እና የግራፍ መሰረቱን ሙሉ በሙሉ መጠቅለል የሚችል እና በመበስበስ ጋዝ እንዳይጎዳ ጥሩ ጥንካሬ አለው።

-ሲሲ ከፍተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ እና ከግራፋይት መሠረት ጋር ከፍተኛ የመገጣጠም ጥንካሬ አለው ፣ ይህም ሽፋኑ ከበርካታ ከፍተኛ ሙቀት እና ዝቅተኛ የሙቀት ዑደቶች በኋላ መውደቅ ቀላል አለመሆኑን ያረጋግጣል።

-ሲሲ ከፍተኛ ሙቀት ባለው እና በከባቢ አየር ውስጥ ሽፋኑ እንዳይሳካ ለመከላከል ጥሩ የኬሚካል መረጋጋት አለው.

በተጨማሪም, የተለያዩ እቃዎች ኤፒታክሲያል ምድጃዎች የተለያዩ የአፈፃፀም አመልካቾች ያላቸው የግራፍ ትሪዎች ያስፈልጋቸዋል. የግራፍ ቁሳቁሶች የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት ከኤፒታክሲያል ምድጃ የሙቀት መጠን ጋር መላመድን ይጠይቃል። ለምሳሌ, የሲሊኮን ካርቦይድ ኤፒታክሲያል እድገት ሙቀት ከፍተኛ ነው, እና ከፍተኛ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት ያለው ትሪ ያስፈልጋል. የሲሲ የሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት ከግራፋይት ጋር በጣም ቅርብ ነው, ይህም ለግራፋይት መሰረት ላዩን ሽፋን እንደ ተመራጭ ቁሳቁስ ያደርገዋል.
የሲሲ ቁሳቁሶች የተለያዩ ክሪስታል ቅርጾች አሏቸው, እና በጣም የተለመዱት 3C, 4H እና 6H ናቸው. የተለያዩ የሲሲ ክሪስታል ቅርጾች የተለያዩ አጠቃቀሞች አሏቸው። ለምሳሌ, 4H-SiC ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን መሳሪያዎች ለማምረት ሊያገለግል ይችላል; 6H-SiC በጣም የተረጋጋ እና የኦፕቲካል መሳሪያዎችን ለማምረት ሊያገለግል ይችላል; 3C-SiC የ GaN epitaxial layers ለማምረት እና የ SiC-GaN RF መሳሪያዎችን ለማምረት ሊያገለግል ይችላል, ምክንያቱም ከጋን ጋር ተመሳሳይነት አለው. 3C-SiC እንዲሁ በተለምዶ β-SiC ተብሎም ይጠራል። የ β-SiC አስፈላጊ አጠቃቀም እንደ ቀጭን ፊልም እና ሽፋን ቁሳቁስ ነው. ስለዚህ, β-SiC በአሁኑ ጊዜ ለመሸፈኛ ዋናው ቁሳቁስ ነው.
በሴሚኮንዳክተር ምርት ውስጥ የሲሲ ሽፋኖች በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ. በዋናነት በንጥረ ነገሮች, በኤፒታክሲያ, በኦክሳይድ ስርጭት, በማሳከክ እና በአዮን መትከል ጥቅም ላይ ይውላሉ. የሽፋኑ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት በከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም እና የዝገት መቋቋም ላይ ጥብቅ መስፈርቶች አሏቸው, ይህም የምርቱን ምርት እና ህይወት በቀጥታ ይነካል. ስለዚህ የሲሲ ሽፋን ማዘጋጀት ወሳኝ ነው.