1. ત્યાં શા માટે છેસિલિકોન કાર્બાઇડ કોટિંગ
એપિટેક્સિયલ લેયર એ એક વિશિષ્ટ સિંગલ ક્રિસ્ટલ પાતળી ફિલ્મ છે જે એપિટેક્સિયલ પ્રક્રિયા દ્વારા વેફરના આધારે ઉગાડવામાં આવે છે. સબસ્ટ્રેટ વેફર અને એપિટેક્સિયલ પાતળી ફિલ્મને સામૂહિક રીતે એપિટેક્સિયલ વેફર કહેવામાં આવે છે. તેમની વચ્ચે, ધસિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલસિલિકોન કાર્બાઇડ સજાતીય એપિટેક્સિયલ વેફર મેળવવા માટે વાહક સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ પર સ્તર ઉગાડવામાં આવે છે, જે આગળ સ્કૉટકી ડાયોડ્સ, MOSFETs અને IGBTs જેવા પાવર ડિવાઇસમાં બનાવી શકાય છે. તેમાંથી, સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું 4H-SiC સબસ્ટ્રેટ છે.
કારણ કે તમામ ઉપકરણો મૂળભૂત રીતે એપિટાક્સી પર સમજાય છે, ની ગુણવત્તાએપિટાક્સીઉપકરણની કામગીરી પર મોટી અસર કરે છે, પરંતુ સ્ફટિકો અને સબસ્ટ્રેટ્સની પ્રક્રિયા દ્વારા એપિટાક્સીની ગુણવત્તાને અસર થાય છે. તે ઉદ્યોગની મધ્ય કડીમાં છે અને ઉદ્યોગના વિકાસમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
સિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ સ્તરો તૈયાર કરવા માટેની મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે: બાષ્પીભવન વૃદ્ધિ પદ્ધતિ; લિક્વિડ ફેઝ એપિટેક્સી (LPE); મોલેક્યુલર બીમ એપિટેક્સી (MBE); રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD).
તેમાંથી, રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD) એ સૌથી વધુ લોકપ્રિય 4H-SiC હોમોપીટેક્સિયલ પદ્ધતિ છે. 4-H-SiC-CVD એપિટેક્સી સામાન્ય રીતે CVD સાધનોનો ઉપયોગ કરે છે, જે ઉચ્ચ વૃદ્ધિ તાપમાનની સ્થિતિમાં એપિટાક્સિયલ સ્તર 4H ક્રિસ્ટલ SiC ચાલુ રાખવાની ખાતરી કરી શકે છે.
CVD સાધનોમાં, સબસ્ટ્રેટને સીધા ધાતુ પર મૂકી શકાતું નથી અથવા ફક્ત એપિટેક્સિયલ ડિપોઝિશન માટે આધાર પર મૂકી શકાતું નથી, કારણ કે તેમાં ગેસ પ્રવાહની દિશા (આડી, ઊભી), તાપમાન, દબાણ, સ્થિરીકરણ અને ઘટી રહેલા પ્રદૂષકો જેવા વિવિધ પરિબળોનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, એક આધારની જરૂર છે, અને પછી સબસ્ટ્રેટને ડિસ્ક પર મૂકવામાં આવે છે, અને પછી સીવીડી તકનીકનો ઉપયોગ કરીને સબસ્ટ્રેટ પર એપિટેક્સિયલ ડિપોઝિશન કરવામાં આવે છે. આ આધાર SiC કોટેડ ગ્રેફાઇટ આધાર છે.
મુખ્ય ઘટક તરીકે, ગ્રેફાઇટ બેઝમાં ઉચ્ચ ચોક્કસ તાકાત અને ચોક્કસ મોડ્યુલસ, સારા થર્મલ આંચકા પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારની લાક્ષણિકતાઓ છે, પરંતુ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન, કાટરોધક વાયુઓના અવશેષો અને મેટલ ઓર્ગેનિકના અવશેષોને કારણે ગ્રેફાઇટ કાટવાળું અને પાઉડર કરવામાં આવશે. બાબત છે, અને ગ્રેફાઇટ આધારની સર્વિસ લાઇફ મોટા પ્રમાણમાં ઘટી જશે.
તે જ સમયે, પડી ગયેલા ગ્રેફાઇટ પાવડર ચિપને પ્રદૂષિત કરશે. સિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ વેફર્સની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, ગ્રેફાઇટ સામગ્રીના ઉપયોગ માટે લોકોની વધુને વધુ કડક જરૂરિયાતોને પૂરી કરવી મુશ્કેલ છે, જે તેના વિકાસ અને વ્યવહારિક ઉપયોગને ગંભીરતાથી પ્રતિબંધિત કરે છે. તેથી, કોટિંગ ટેકનોલોજી વધવા લાગી.
2. ના ફાયદાSiC કોટિંગ
કોટિંગના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકાર માટે સખત જરૂરિયાતો છે, જે ઉત્પાદનની ઉપજ અને જીવનને સીધી અસર કરે છે. SiC સામગ્રીમાં ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ કઠિનતા, નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અને સારી થર્મલ વાહકતા છે. તે એક મહત્વપૂર્ણ ઉચ્ચ-તાપમાન માળખાકીય સામગ્રી અને ઉચ્ચ-તાપમાન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે. તે ગ્રેફાઇટ આધાર પર લાગુ થાય છે. તેના ફાયદાઓ છે:
-SiC કાટ-પ્રતિરોધક છે અને ગ્રેફાઇટ બેઝને સંપૂર્ણપણે લપેટી શકે છે, અને કાટરોધક ગેસ દ્વારા નુકસાનને ટાળવા માટે સારી ઘનતા ધરાવે છે.
-SiC ગ્રેફાઇટ આધાર સાથે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા અને ઉચ્ચ બંધન શક્તિ ધરાવે છે, તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે બહુવિધ ઉચ્ચ-તાપમાન અને નીચા-તાપમાન ચક્ર પછી કોટિંગ પડવું સરળ નથી.
-SiC ઉચ્ચ-તાપમાન અને કાટ લાગતા વાતાવરણમાં કોટિંગને નિષ્ફળ થવાથી રોકવા માટે સારી રાસાયણિક સ્થિરતા ધરાવે છે.
વધુમાં, વિવિધ સામગ્રીની એપિટેક્સિયલ ભઠ્ઠીઓને વિવિધ પ્રદર્શન સૂચકાંકો સાથે ગ્રેફાઇટ ટ્રેની જરૂર પડે છે. ગ્રેફાઇટ સામગ્રીના થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકના મેચિંગ માટે એપિટેક્સિયલ ભઠ્ઠીના વૃદ્ધિ તાપમાનને અનુકૂલન કરવાની જરૂર છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિનું તાપમાન ઊંચું છે, અને ઉચ્ચ થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક સાથે મેળ ખાતી ટ્રે જરૂરી છે. SiC નું થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક ગ્રેફાઇટની ખૂબ નજીક છે, જે તેને ગ્રેફાઇટ આધારની સપાટીના કોટિંગ માટે પસંદગીની સામગ્રી તરીકે યોગ્ય બનાવે છે.
SiC સામગ્રીમાં વિવિધ પ્રકારના ક્રિસ્ટલ સ્વરૂપો હોય છે, અને સૌથી સામાન્ય 3C, 4H અને 6H છે. SiC ના વિવિધ સ્ફટિક સ્વરૂપો વિવિધ ઉપયોગો ધરાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 4H-SiC નો ઉપયોગ હાઇ-પાવર ઉપકરણો બનાવવા માટે થઈ શકે છે; 6H-SiC સૌથી સ્થિર છે અને તેનો ઉપયોગ ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઉત્પાદન માટે થઈ શકે છે; 3C-SiC નો ઉપયોગ GaN એપિટાક્સિયલ સ્તરો બનાવવા અને SiC-GaN RF ઉપકરણોના ઉત્પાદન માટે થઈ શકે છે કારણ કે તેની GaN જેવી જ રચના છે. 3C-SiC ને સામાન્ય રીતે β-SiC તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. β-SiC નો મહત્વનો ઉપયોગ પાતળા ફિલ્મ અને કોટિંગ સામગ્રી તરીકે છે. તેથી, β-SiC હાલમાં કોટિંગ માટે મુખ્ય સામગ્રી છે.
SiC કોટિંગનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનમાં થાય છે. તેઓ મુખ્યત્વે સબસ્ટ્રેટ્સ, એપિટેક્સી, ઓક્સિડેશન પ્રસરણ, એચિંગ અને આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશનમાં વપરાય છે. કોટિંગના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારની કડક આવશ્યકતાઓ છે, જે ઉત્પાદનની ઉપજ અને જીવનને સીધી અસર કરે છે. તેથી, SiC કોટિંગની તૈયારી મહત્વપૂર્ણ છે.
પોસ્ટ સમય: જૂન-24-2024