1. तेथे का आहेसिलिकॉन कार्बाइड कोटिंग
एपिटॅक्सियल लेयर ही एक विशिष्ट एकल क्रिस्टल पातळ फिल्म आहे जी एपिटॅक्सियल प्रक्रियेद्वारे वेफरच्या आधारे उगवली जाते. सब्सट्रेट वेफर आणि एपिटॅक्सियल पातळ फिल्म यांना एकत्रितपणे एपिटॅक्सियल वेफर्स म्हणतात. त्यापैकी, दसिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियलसिलिकॉन कार्बाइड एकसंध एपिटॅक्सियल वेफर मिळविण्यासाठी प्रवाहकीय सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटवर थर वाढविला जातो, जो पुढे Schottky diodes, MOSFETs आणि IGBTs सारख्या उर्जा उपकरणांमध्ये बनविला जाऊ शकतो. त्यापैकी, 4H-SiC सब्सट्रेट सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
सर्व उपकरणे मुळात एपिटॅक्सीवर साकारली जात असल्याने, ची गुणवत्ताएपिटॅक्सीडिव्हाइसच्या कार्यक्षमतेवर मोठा प्रभाव पडतो, परंतु क्रिस्टल्स आणि सब्सट्रेट्सच्या प्रक्रियेमुळे एपिटॅक्सीची गुणवत्ता प्रभावित होते. हे उद्योगाच्या मध्यभागी आहे आणि उद्योगाच्या विकासात अत्यंत महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.
सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल लेयर्स तयार करण्याच्या मुख्य पद्धती आहेत: बाष्पीभवन वाढ पद्धत; लिक्विड फेज एपिटॅक्सी (एलपीई); आण्विक बीम एपिटॅक्सी (MBE); रासायनिक वाफ जमा करणे (CVD).
त्यापैकी, रासायनिक वाफ जमा करणे (CVD) ही सर्वात लोकप्रिय 4H-SiC होमोएपिटॅक्सियल पद्धत आहे. 4-H-SiC-CVD एपिटॅक्सी सामान्यत: CVD उपकरणे वापरते, जे उच्च वाढ तापमान परिस्थितीत एपिटॅक्सियल लेयर 4H क्रिस्टल SiC चालू ठेवण्याची खात्री करू शकते.
CVD उपकरणांमध्ये, सब्सट्रेट थेट धातूवर ठेवता येत नाही किंवा एपिटॅक्सियल डिपॉझिशनसाठी बेसवर ठेवता येत नाही, कारण त्यात गॅस प्रवाहाची दिशा (क्षैतिज, अनुलंब), तापमान, दाब, स्थिरीकरण आणि घसरणारे प्रदूषक यांसारख्या विविध घटकांचा समावेश असतो. म्हणून, एक बेस आवश्यक आहे, आणि नंतर सब्सट्रेट डिस्कवर ठेवला जातो आणि नंतर सीव्हीडी तंत्रज्ञानाचा वापर करून सब्सट्रेटवर एपिटॅक्सियल डिपॉझिशन केले जाते. हा बेस SiC लेपित ग्रेफाइट बेस आहे.
मुख्य घटक म्हणून, ग्रेफाइट बेसमध्ये उच्च विशिष्ट शक्ती आणि विशिष्ट मॉड्यूलस, चांगले थर्मल शॉक प्रतिरोध आणि गंज प्रतिरोधक वैशिष्ट्ये आहेत, परंतु उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान, गंजणारे वायू आणि धातूच्या सेंद्रिय अवशेषांमुळे ग्रेफाइट गंजलेला आणि चूर्ण होईल. बाब, आणि ग्रेफाइट बेसचे सेवा आयुष्य मोठ्या प्रमाणात कमी होईल.
त्याच वेळी, पडलेला ग्रेफाइट पावडर चिपला प्रदूषित करेल. सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल वेफर्सच्या उत्पादन प्रक्रियेत, ग्रेफाइट सामग्रीच्या वापरासाठी लोकांच्या वाढत्या कडक आवश्यकता पूर्ण करणे कठीण आहे, जे त्याच्या विकासास आणि व्यावहारिक वापरास गंभीरपणे प्रतिबंधित करते. म्हणून, कोटिंग तंत्रज्ञान वाढू लागले.
2. चे फायदेSiC कोटिंग
कोटिंगच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांना उच्च तापमान प्रतिकार आणि गंज प्रतिरोधकतेसाठी कठोर आवश्यकता आहेत, जे उत्पादनाच्या उत्पन्नावर आणि जीवनावर थेट परिणाम करतात. SiC सामग्रीमध्ये उच्च शक्ती, उच्च कडकपणा, कमी थर्मल विस्तार गुणांक आणि चांगली थर्मल चालकता आहे. ही एक महत्त्वाची उच्च-तापमान संरचनात्मक सामग्री आणि उच्च-तापमान अर्धसंवाहक सामग्री आहे. हे ग्रेफाइट बेसवर लागू केले जाते. त्याचे फायदे आहेत:
-SiC गंज-प्रतिरोधक आहे आणि ग्रेफाइट बेस पूर्णपणे गुंडाळू शकतो, आणि संक्षारक वायूमुळे होणारे नुकसान टाळण्यासाठी चांगली घनता आहे.
-SiC मध्ये ग्रेफाइट बेससह उच्च थर्मल चालकता आणि उच्च बंधन सामर्थ्य आहे, हे सुनिश्चित करते की अनेक उच्च-तापमान आणि कमी-तापमान चक्रानंतर कोटिंग पडणे सोपे नाही.
उच्च-तापमान आणि संक्षारक वातावरणात कोटिंग निकामी होण्यापासून रोखण्यासाठी SiC मध्ये चांगली रासायनिक स्थिरता आहे.
याव्यतिरिक्त, विविध सामग्रीच्या एपिटॅक्सियल भट्ट्यांना भिन्न कार्यप्रदर्शन निर्देशकांसह ग्रेफाइट ट्रेची आवश्यकता असते. ग्रेफाइट सामग्रीचे थर्मल विस्तार गुणांक जुळण्यासाठी एपिटॅक्सियल भट्टीच्या वाढीच्या तापमानाशी जुळवून घेणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल वाढीचे तापमान जास्त आहे आणि उच्च थर्मल विस्तार गुणांक जुळणारे ट्रे आवश्यक आहे. SiC चे थर्मल विस्तार गुणांक ग्रेफाइटच्या अगदी जवळ आहे, ज्यामुळे ते ग्रेफाइट बेसच्या पृष्ठभागाच्या आवरणासाठी पसंतीचे साहित्य म्हणून योग्य बनते.
SiC मटेरियलमध्ये विविध प्रकारचे क्रिस्टल फॉर्म असतात आणि सर्वात सामान्य म्हणजे 3C, 4H आणि 6H. SiC च्या वेगवेगळ्या क्रिस्टल फॉर्मचे वेगवेगळे उपयोग आहेत. उदाहरणार्थ, 4H-SiC उच्च-शक्ती उपकरणे तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते; 6H-SiC सर्वात स्थिर आहे आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणे तयार करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते; 3C-SiC चा वापर GaN एपिटॅक्सियल लेयर तयार करण्यासाठी आणि SiC-GaN RF उपकरणे तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो कारण त्याची रचना GaN सारखीच आहे. 3C-SiC ला सामान्यतः β-SiC असेही संबोधले जाते. β-SiC चा महत्त्वाचा वापर पातळ फिल्म आणि कोटिंग सामग्री म्हणून आहे. म्हणून, β-SiC सध्या कोटिंगसाठी मुख्य सामग्री आहे.
SiC कोटिंग्स सामान्यतः सेमीकंडक्टर उत्पादनात वापरली जातात. ते प्रामुख्याने सब्सट्रेट्स, एपिटॅक्सी, ऑक्सिडेशन डिफ्यूजन, एचिंग आणि आयन इम्प्लांटेशनमध्ये वापरले जातात. कोटिंगच्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांना उच्च तापमान प्रतिकार आणि गंज प्रतिरोधनावर कठोर आवश्यकता असते, जे उत्पादनाच्या उत्पन्नावर आणि जीवनावर थेट परिणाम करतात. म्हणून, SiC कोटिंग तयार करणे महत्वाचे आहे.
पोस्ट वेळ: जून-24-2024