Pourquoi le revêtement SiC est-il un matériau de base clé pour la croissance épitaxiale du SiC ?

Dans les équipements CVD, le substrat ne peut pas être posé directement sur le métal ou simplement sur une base pour un dépôt épitaxial, car cela implique divers facteurs tels que la direction du flux de gaz (horizontal, vertical), la température, la pression, la fixation et la chute des polluants. Par conséquent, une base est nécessaire, puis le substrat est placé sur le disque, puis un dépôt épitaxial est effectué sur le substrat à l'aide de la technologie CVD. Cette base est laBase en graphite avec revêtement SiC.

En tant que composant principal, la base de graphite a une résistance spécifique et un module élevés, une bonne résistance aux chocs thermiques et à la corrosion, mais pendant le processus de production, le graphite sera corrodé et réduit en poudre en raison du gaz corrosif résiduel et de la matière organique métallique, et le service la durée de vie de la base en graphite sera considérablement réduite. Dans le même temps, la poudre de graphite tombée entraînera une contamination de la puce. Dans le processus de production deplaquettes épitaxiales en carbure de silicium, il est difficile de répondre aux exigences d'utilisation de plus en plus strictes des matériaux en graphite, ce qui limite sérieusement leur développement et leur application pratique. Par conséquent, la technologie du revêtement a commencé à se développer.

Avantages du revêtement SiC dans l'industrie des semi-conducteurs

Les propriétés physiques et chimiques du revêtement ont des exigences strictes en matière de résistance aux températures élevées et à la corrosion, qui affectent directement le rendement et la durée de vie du produit. Le matériau SiC présente une résistance élevée, une dureté élevée, un faible coefficient de dilatation thermique et une bonne conductivité thermique. Il s'agit d'un matériau structurel à haute température et d'un matériau semi-conducteur à haute température important. Il est appliqué sur une base en graphite. Ses avantages sont :

1) Le SiC est résistant à la corrosion et peut envelopper entièrement la base en graphite. Il a une bonne densité et évite les dommages causés par les gaz corrosifs.

2) Le SiC a une conductivité thermique élevée et une force de liaison élevée avec la base en graphite, garantissant que le revêtement ne tombe pas facilement après plusieurs cycles à haute et basse température.

3) Le SiC a une bonne stabilité chimique pour éviter la défaillance du revêtement dans une atmosphère à haute température et corrosive.

Propriétés physiques de base du revêtement CVD SiC

De plus, les fours épitaxiaux de différents matériaux nécessitent des plateaux en graphite avec des indicateurs de performances différents. L'adaptation du coefficient de dilatation thermique des matériaux graphite nécessite une adaptation à la température de croissance du four épitaxial. Par exemple, la température deépitaxie au carbure de siliciumest élevé et un plateau avec un coefficient de dilatation thermique élevé est requis. Le coefficient de dilatation thermique du SiC est très proche de celui du graphite, ce qui en fait le matériau préféré pour le revêtement de surface de la base en graphite.

Les matériaux SiC ont diverses formes cristallines. Les plus courants sont 3C, 4H et 6H. Le SiC de différentes formes cristallines a des utilisations différentes. Par exemple, le 4H-SiC peut être utilisé pour fabriquer des dispositifs haute puissance ; Le 6H-SiC est le plus stable et peut être utilisé pour fabriquer des dispositifs optoélectroniques ; Le 3C-SiC peut être utilisé pour produire des couches épitaxiales de GaN et fabriquer des dispositifs RF SiC-GaN en raison de sa structure similaire à celle du GaN. Le 3C-SiC est également communément appelé β-SiC. Une utilisation importante du β-SiC est celle d’un film mince et d’un matériau de revêtement. Par conséquent, le β-SiC est actuellement le principal matériau de revêtement.

Structure chimique du β-SiC

En tant que consommable courant dans la production de semi-conducteurs, le revêtement SiC est principalement utilisé dans les substrats, l'épitaxie,diffusion d'oxydation, gravure et implantation ionique. Les propriétés physiques et chimiques du revêtement ont des exigences strictes en matière de résistance aux températures élevées et à la corrosion, qui affectent directement le rendement et la durée de vie du produit. La préparation du revêtement SiC est donc cruciale.