Cén fáth a dteipeann ar Susceptor Graphite Brataithe SiC? - Leathsheoltóir VeTek

Anailís ar Fhachtóirí Teip an tSualainn Ghraifíte Brataithe SIC

De ghnáth, is minic a bhíonn iMPact le linn úsáide, a d'fhéadfadh teacht ón bpróiseas láimhseála, luchtú agus díluchtaithe, nó imbhualadh daonna de thaisme. Ach tagann an príomhfhachtóir tionchair fós ó imbhualadh sliseog. Tá an dá fhoshraitheanna sapphire agus SiC an-chrua. Tá an fhadhb tionchair coitianta go háirithe i dtrealamh ardluais MOCVD, agus is féidir le luas a diosca epitaxial suas le 1000 rpm a bhaint amach. Le linn an mheaisín a thosú, a mhúchadh agus a oibriú, mar gheall ar éifeacht na táimhe, is minic a chaitear an tsubstráit chrua agus buaileann sé an balla taobh nó imeall an chlais diosca epitaxial, rud a fhágann damáiste don sciath SiC. Go háirithe don ghlúin nua de threalamh MOCVD mór, tá trastomhas seachtrach a diosca epitaxial níos mó ná 700mm, agus déanann an fórsa láidir lártheifeacha fórsa tionchair an tsubstráit níos mó agus an chumhacht millteach níos láidre.

Táirgeann NH3 cuid mhór de H adamhach tar éis pirealú ardteochta, agus tá imoibríocht láidir ag adamh H le carbóin sa chéim grafite. Nuair a théann sé i dteagmháil leis an tsubstráit graifíte nochta ag an crack, eitseáilfidh sé an graifít go láidir, imoibreoidh sé chun hidreacarbóin ghásacha (NH3+C→HCN+H2) a ghiniúint, agus cruthóidh sé poill sa tsubstráit graifíte, rud a fhágann go mbeidh struchtúr tollpholl tipiciúil ann lena n-áirítear log. limistéar agus limistéar graifít scagach. I ngach próiseas epitaxial, scaoilfidh na tollphoill go leanúnach cuid mhór de ghás hidreacarbóin ó na scoilteanna, meascfaidh siad isteach san atmaisféar próiseas, déanfaidh siad difear do cháilíocht na sliseog epitaxial a fhásann gach epitaxy, agus ar deireadh cuirfidh siad faoi deara go ndéanfar an diosca graifít a scrapeadh go luath.

Go ginearálta, is é méid beag H2 móide N2 an gás a úsáidtear sa tráidire bácála. Úsáidtear H2 chun imoibriú le taiscí ar dhromchla an diosca mar AlN agus AlGaN, agus úsáidtear N2 chun na táirgí imoibrithe a ghlanadh. Mar sin féin, tá sé deacair taiscí cosúil le comhpháirteanna ard Al a bhaint fiú ag H2/1300 ℃. Maidir le gnáth-tháirgí LED, is féidir méid beag H2 a úsáid chun an tráidire bácála a ghlanadh; áfach, le haghaidh táirgí a bhfuil ceanglais níos airde acu mar fheistí cumhachta GaN agus sceallóga RF, is minic a úsáidtear gás Cl2 chun an tráidire bácála a ghlanadh, ach is é an costas ná go laghdaítear saol an tráidire go mór i gcomparáid leis an gceann a úsáidtear le haghaidh LED. Toisc gur féidir le Cl2 sciath SiC a chreimeadh ag teocht ard (Cl2+SiC→SiCl4+C), agus go leor poill chreimthe agus saorcharbóin iarmharach a fhoirmiú ar an dromchla, creimeann Cl2 teorainneacha gránach sciath SiC ar dtús, agus ansin creimeann sé na gráinní, rud a fhágann go bhfuil laghdú ar neart sciath go dtí go scoilteadh agus teip.

Gás epitaxial SiC agus teip sciath SiC

Áirítear go príomha le gás epitaxial SiC H2 (mar ghás iompróra), SiH4 nó SiCl4 (foinse Si a sholáthar), C3H8 nó CCl4 (foinse C a sholáthar), N2 (foinse N a sholáthar, le haghaidh dópála), TMA (trimethylaluminum, ag soláthar foinse Al, le haghaidh dópála). ), HCl+H2 (eitseáil in-situ). Imoibriú ceimiceach croí epitaxial SiC: SiH4+C3H8→SiC+fotháirge (thart ar 1650 ℃). Ní mór foshraitheanna SiC a ghlanadh fliuch roimh SiC epitaxy. Is féidir le glanadh fliuch feabhas a chur ar dhromchla an tsubstráit tar éis cóireála meicniúil agus deireadh a chur le neamhíonachtaí iomarcacha trí ocsaídiú agus laghdú iolrach. Ansin is féidir le HCl + H2 an éifeacht eitseála in-situ a fheabhsú, foirmiú braislí Si a chosc go héifeachtach, éifeachtúlacht úsáide fhoinse Si a fheabhsú, agus an dromchla criostail aonair a eitseáil níos tapúla agus níos fearr, ag cruthú céim fáis dromchla soiléir, ag luasghéarú an fháis. ráta, agus lochtanna ciseal epitaxial SiC a laghdú go héifeachtach. Mar sin féin, cé go ndéanann HCl+H2 an tsubstráit SiC a eitseáil in-situ, déanfaidh sé méid beag creimeadh don bhratú SiC ar na codanna (SiC+H2→SiH4+C). Ós rud é go leanann taiscí SiC ag méadú leis an bhfoirnéis epitaxial, níl mórán éifeacht ag an gcreimeadh seo.

Is ábhar tipiciúil ilchriostalach é SiC. Is iad na struchtúir criostail is coitianta ná 3C-SiC, 4H-SiC agus 6H-SiC, ina measc is é 4H-SiC an t-ábhar criostail a úsáideann feistí príomhshrutha. Ceann de na fachtóirí móra a dhéanann difear don fhoirm criostail ná an teocht imoibrithe. Má tá an teocht níos ísle ná teocht áirithe, ginfear foirmeacha criostail eile go héasca. Is é an teocht imoibrithe de epitaxy 4H-SiC a úsáidtear go forleathan sa tionscal ná 1550 ~ 1650 ℃. Má tá an teocht níos ísle ná 1550 ℃, beidh foirmeacha criostail eile cosúil le 3C-SiC a ghiniúint go héasca. Mar sin féin, is foirm criostail é 3C-SiC a úsáidtear go coitianta i bratuithe SiC. Tá an teocht imoibrithe de thart ar 1600 ℃ bainte amach ag an teorainn de 3C-SiC. Dá bhrí sin, tá saol bratuithe SiC teoranta go príomha ag teocht imoibrithe SiC epitaxy.

Ós rud é go bhfuil an ráta fáis taiscí SiC ar bhratuithe SiC an-tapa, is gá an trealamh epitaxial SiC balla te cothrománach a dhúnadh agus ní mór na páirteanna sciath SiC taobh istigh a thógáil amach tar éis táirgeadh leanúnach ar feadh tréimhse ama. Déantar na taiscí iomarcacha ar nós SiC ar na codanna sciath SiC a bhaint trí fhrithchuimilt mheicniúil → baint deannaigh → glanadh ultrasonaic → íonú teocht ard. Tá go leor próisis mheicniúla ag an modh seo agus is furasta damáiste meicniúil a dhéanamh don sciath.

I bhfianaise an iliomad fadhbanna a bhíonn le sárú agsciath SiCi dtrealamh epitaxial SiC, in éineacht le sárfheidhmíocht sciath TaC i dtrealamh fáis criostail SiC, in ionad sciath SiC iSiC epitaxialtá trealamh le sciath TaC tar éis dul isteach i bhfís na monaróirí trealaimh agus na n-úsáideoirí trealaimh de réir a chéile. Ar thaobh amháin, tá pointe leá TaC suas le 3880 ℃, agus tá sé resistant a chreimeadh ceimiceach ar nós NH3, H2, Si, agus gal HCl ag teochtaí arda, agus tá friotaíocht ard teochta agus friotaíocht creimeadh an-láidir aige. Ar an láimh eile, tá an ráta fáis sciath SiC ar TaC i bhfad níos moille ná an ráta fáis SiC ar sciath SiC, is féidir a mhaolú ar na fadhbanna a bhaineann le méid mór na gcáithníní ag titim agus timthriall cothabhála trealaimh gearr, agus na dríodar iomarcacha ar nós SiC. ní féidir comhéadan láidir ceimiceach miotalachaíoch a chruthú leCumhdach TaC, agus is fusa na dríodar barrachais a bhaint ná SiC a fhástar go haonchineálach ar bhratú SiC.