Zergatik huts egiten du Sic estalitako grafitoak? - Vetek erdieroalea

SIC estalitako grafitoaren suszeptorearen porrotaren faktoreen azterketa

Normalean, epitaxial SiC estalitako grafito Susceptors sarritan kanpoko i jasaten diraErabiltzen ari den bitartean, manipulazio prozesutik, kargatzeko eta deskargatzeko edo ustekabeko giza talka izan daiteke. Baina inpaktu faktore nagusia wafers-en talka egitetik dator oraindik. Sapphire eta SIC substratuak oso gogorrak dira. Eraginaren arazoa bereziki ohikoa da abiadura handiko MOCVD ekipamenduetan, eta bere disko epituxialaren abiadura 1000 rpm arte iritsi daiteke. Makina abiaraztean, itzali eta funtzionatzerakoan, inertziaren eragina izanik, substratu gogorra maiz botatzen da eta disko epituxialaren zuloaren alboko horma edo ertza jotzen du, SIC estaldurari kalteak eraginez. Batez ere, MOCVD ekipamendu handien belaunaldi berrirako, bere disko epituxialaren kanpoko diametroa 700mm baino handiagoa da eta indar zentrifugo sendoak substratuaren eragin indarra handiagoa eta botere suntsitzailea indartsuagoa da.

NH3-k H atomiko kopuru handia sortzen du tenperatura altuko pirolisiaren ondoren, eta H atomikoak karbonoarekiko erreaktibotasun handia du grafito fasean. Pitzaduran agerian dagoen grafito-substratuarekin harremanetan jartzen denean, grafitoa biziki grabatuko du, hidrokarburo gaseosoak (NH3+C→HCN+H2) sortzeko erreakzionatuko du eta grafito-substratuan zundaketak sortuko ditu, zundaketa-egitura tipiko bat sortuz, zulo bat barne. area eta grafito porotsu bat. Prozesu epitaxial bakoitzean, zundaketa-zuloek pitzadetatik hidrokarburo-gas kopuru handia askatuko dute etengabe, prozesuko atmosferara nahastuko dute, epitaxia bakoitzak hazitako oble epitaxialen kalitatean eragingo du eta, azkenik, grafitozko diskoa goiz botatzea eragingo du.

Oro har, labean erabilitako gasa H2 gehi N2 kopuru txikia da. H2 ALN eta Algan bezalako diskoaren gainazalean gordailurekin erreakzionatzeko erabiltzen da eta N2 erreakzio produktuak arazteko erabiltzen da. Hala ere, goi mailako osagaiak bezalako gordailuak zaila da H2 / 1300 ℃-n ere kentzeko. LED produktu arruntentzat, H2 kantitate txiki bat erabil daiteke labean dagoen erretilua garbitzeko; Hala ere, Gan Power Gailuak eta RF patatak, hala nola, eskakizun handiagoak dituzten produktuentzako, CL2 gasa maiz erabiltzen da gozogintza erretilua garbitzeko, baina kostua da erretilua bizitza oso murriztua dela LED erabilitakoarekin alderatuta. Cl2-k SIC estaldura tenperatura altuan korrodu dezakeelako (CL2 + SIC → SICL4 + C) eta korrosio zulo ugari eta azaleko karbono aske ugari eratu, CL2k lehenik eta behin SIC estalduraren aleak zuzentzen ditu eta, ondoren, aleak korrodu ditu Estalduraren indarra gutxitzea pitzatu eta porrota arte.

Sic gas epitaxial eta sic estalduraren porrota

SIC gas epitaxialak H2 (garraiolari gisa), SIH4 edo SICL4 (SIH4 edo SICL4 (SIT iturria), C3H8 edo CCL4 eskaintzen ditu (C iturria emanez), N2 (doping egiteko), TMA (Timethylaluminum, doping egiteko) ), Hcl + h2 (in-in situ grabaketa). Sic epitaxial core core erreakzio kimikoa: Sih4 + C3h8 → SIC + azpiproduktua (1650 ℃ inguru). SIC substratuak busti behar dira SIC Epitaxia baino lehen. Garbiketa hezeak substratuaren azalera hobetu dezake tratamendu mekanikoaren ondoren eta gehiegizko ezpurutasunak kendu oxidazio anitzen bidez eta murrizketen bidez. Ondoren, HCl + H2-k erabiltzeak, in situ efektua hobetu dezake, SI klusterren eraketa areagotu dezake, SI iturriaren erabilera eraginkortasuna hobetzeko, eta etch kristal azalera azkarragoa eta hobea da, gainazaleko hazkunde urrats garbia osatuz, hazkundea azkartuz tasa eta eraginkortasunez murrizteko geruza epitaxialen akatsak murriztuz. Hala ere, HCl + H2 Etches sic substratuan in situ, eta, gainera, korrosio kopuru txikia ere eragingo du SIC estaldura piezen (SIC + H2 → Sih4 + C). SIC gordailuek epitaxial labearekin handitzen jarraitzen dutenez, korrosio horrek eragin gutxi du.

SiC material polikristalino tipikoa da. Kristal-egitura ohikoenak 3C-SiC, 4H-SiC eta 6H-SiC dira, horien artean 4H-SiC gailu nagusiek erabiltzen duten kristal-materiala da. Kristalaren formari eragiten dion faktore nagusietako bat erreakzio-tenperatura da. Tenperatura tenperatura jakin bat baino baxuagoa bada, beste kristal forma batzuk erraz sortuko dira. Industrian oso erabilia den 4H-SiC epitaxiaren erreakzio tenperatura 1550 ~ 1650 ℃ da. Tenperatura 1550 ℃ baino baxuagoa bada, erraz sortuko dira 3C-SiC bezalako beste kristal forma batzuk. Hala ere, 3C-SiC SiC estalduretan erabili ohi den kristal forma bat da. 1600 ℃ inguruko erreakzio tenperatura 3C-SiC-ren mugara iritsi da. Hori dela eta, SiC estalduren bizitza batez ere SiC epitaxiaren erreakzio-tenperaturak mugatzen du.

SIC estalduretan SIC gordailuen hazkunde-tasa oso azkarra denez, horma hot horizontala SIC Epitaral Ekipamenduak itxi egin behar dira eta barruko estaldura zatiak denbora tarte batez etengabe ekoiztu ondoren atera behar dira. SIC estalduraren zatiak bezalako gehiegizko gordailuak marruskadura mekanikoaren bidez kentzen dira → Hautsak kentzea → Ultrasoinu garbiketa → Tenperatura altuko arazketa. Metodo honek prozesu mekaniko ugari ditu eta estaldurari kalte mekanikoak sor ditzake.

Arazo askoren aurreanSiC estalduraSic epitaxial ekipoan, TaC estalduraren errendimendu bikainarekin konbinatuta SiC kristalen hazteko ekipoetan, SiC estaldura ordezkatuz.Sic epitaxialTAC estaldura duten ekipoak pixkanaka sartu dira ekipoen fabrikatzaileen eta ekipoen erabiltzaileen ikuspegian. Alde batetik, TACek 3880 º-ko urtze-puntua du eta, hala nola, NH3, H2, SI eta HCl lurruna bezalako korrosio kimikoarekiko erresistentea da, tenperatura altuetan, eta tenperatura altuko erresistentzia handia eta korrosioarekiko erresistentzia handia du. Bestalde, SIC estalduraren hazkunde-tasa SIC estalduraren hazkunde-tasa baino askoz ere motelagoa da, partikulen erorketa eta ekipamendu motzeko mantentze-ziklo kopuru handia eta SIC bezalako sedimentuak arindu ditzakeena ezin da interfaze metalurgiko kimiko sendoa osatuTaC estaldura, eta gehiegizko sedimentuak erraz kentzen dira SiC estalduran homogeneoki hazitako SiC baino.