Mengapa lapisan SiC merupakan bahan inti utama untuk pertumbuhan epitaksi SiC?

Pada peralatan CVD, substrat tidak dapat ditempatkan langsung pada logam atau hanya pada alas untuk pengendapan epitaksial, karena melibatkan berbagai faktor seperti arah aliran gas (horizontal, vertikal), suhu, tekanan, fiksasi, dan polutan yang jatuh. Oleh karena itu diperlukan suatu basa, kemudian substrat ditempatkan pada disk, kemudian dilakukan pengendapan epitaksi pada substrat menggunakan teknologi CVD. Basis ini adalahBasis grafit berlapis SiC.

Sebagai komponen inti, basis grafit memiliki kekuatan dan modulus spesifik yang tinggi, ketahanan guncangan termal dan ketahanan korosi yang baik, namun selama proses produksi, grafit akan terkorosi dan menjadi bubuk karena sisa gas korosif dan bahan organik logam, dan layanan umur dasar grafit akan sangat berkurang. Pada saat yang sama, bubuk grafit yang jatuh akan menyebabkan kontaminasi pada chip. Dalam proses produksiwafer epitaksi silikon karbida, sulit untuk memenuhi persyaratan penggunaan bahan grafit yang semakin ketat, yang secara serius membatasi pengembangan dan penerapan praktisnya. Oleh karena itu, teknologi pelapisan mulai bangkit.

Keuntungan pelapisan SiC dalam industri semikonduktor

Sifat fisik dan kimia lapisan memiliki persyaratan ketat untuk ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi, yang secara langsung mempengaruhi hasil dan umur produk. Bahan SiC memiliki kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, koefisien muai panas rendah, dan konduktivitas termal yang baik. Ini adalah bahan struktural suhu tinggi dan bahan semikonduktor suhu tinggi yang penting. Ini diterapkan pada dasar grafit. Keuntungannya adalah:

1) SiC tahan korosi dan dapat membungkus dasar grafit sepenuhnya. Ia memiliki kepadatan yang baik dan menghindari kerusakan akibat gas korosif.

2) SiC memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan kekuatan ikatan yang tinggi dengan dasar grafit, memastikan bahwa lapisan tidak mudah rontok setelah beberapa siklus suhu tinggi dan suhu rendah.

3)SiC memiliki stabilitas kimia yang baik untuk menghindari kegagalan lapisan dalam suhu tinggi dan atmosfer korosif.

Sifat fisik dasar lapisan CVD SiC

Selain itu, tungku epitaksi dari bahan berbeda memerlukan baki grafit dengan indikator kinerja berbeda. Pencocokan koefisien muai panas bahan grafit memerlukan adaptasi terhadap suhu pertumbuhan tungku epitaksi. Misalnya suhuepitaksi silikon karbidatinggi, dan diperlukan baki dengan koefisien muai panas yang tinggi. Koefisien muai panas SiC sangat dekat dengan grafit, sehingga cocok sebagai bahan pilihan untuk pelapis permukaan dasar grafit.

Bahan SiC memiliki bentuk kristal yang beragam. Yang paling umum adalah 3C, 4H dan 6H. SiC dengan bentuk kristal yang berbeda memiliki kegunaan yang berbeda pula. Misalnya, 4H-SiC dapat digunakan untuk memproduksi perangkat berdaya tinggi; 6H-SiC adalah yang paling stabil dan dapat digunakan untuk memproduksi perangkat optoelektronik; 3C-SiC dapat digunakan untuk memproduksi lapisan epitaksi GaN dan memproduksi perangkat RF SiC-GaN karena strukturnya mirip dengan GaN. 3C-SiC juga biasa disebut sebagai β-SiC. Kegunaan penting β-SiC adalah sebagai film tipis dan bahan pelapis. Oleh karena itu, β-SiC saat ini menjadi bahan utama pelapis.

Struktur kimia-β-SiC

Sebagai bahan habis pakai umum dalam produksi semikonduktor, lapisan SiC terutama digunakan pada substrat, epitaksi,difusi oksidasi, etsa dan implantasi ion. Sifat fisik dan kimia lapisan memiliki persyaratan ketat untuk ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi, yang secara langsung mempengaruhi hasil dan umur produk. Oleh karena itu, persiapan pelapisan SiC sangat penting.