SICコーティンググラファイト容疑者とは何ですか？

図1. SICコーティンググラファイト容疑者

1。エピタキシャル層とその機器

ウェーハの製造プロセス中に、デバイスの製造を促進するために、いくつかのウェーハ基板上にエピタキシャル層をさらに構築する必要があります。エピタキシーとは、切断、研削、研磨によって慎重に処理された単結晶基板上で新しい単結晶を栽培するプロセスを指します。新しい単結晶は、基質と同じ材料であるか、異なる材料（ホモエピタキシャルまたはヘテロエピタキシャル）です。新しい単結晶層は基質結晶相に沿って成長するため、エピタキシャル層と呼ばれ、デバイスの製造はエピタキシャル層で行われます。 

たとえば、aGAASエピタキシャル層は、LED光発光デバイス用のシリコン基板に調製されています。 asicエピタキシャル層は、電源アプリケーションでSBD、MOSFET、およびその他のデバイスを構築するための導電性SIC基板上で成長します。 GANエピタキシャル層は、Semisulating SIC基板上に構築され、通信などの無線周波数アプリケーションでHEMTなどのデバイスをさらに製造します。 SICエピタキシャル材料の厚さやバックグラウンドキャリア濃度などのパラメーターは、SICデバイスのさまざまな電気特性を直接決定します。このプロセスでは、化学蒸気堆積（CVD）機器なしではできません。

図2。エピタキシャル膜の成長モード

2。CVD機器におけるSICコーティンググラファイト容疑者の重要性

CVD機器では、ガスの流れ方向（水平、垂直）、温度、圧力、固定、汚染などの多くの要因が含まれるため、基質を金属または単にエピタキシャル堆積のベースに直接配置することはできません。したがって、容疑者を使用する必要があります（ウェーハキャリア）基板をトレイに配置し、CVDテクノロジーを使用してエピタキシャル堆積を実行します。この受容器は、SICコーティンググラファイト容疑者（トレイとも呼ばれます）です。

2.1 MOCVD機器でのSICコーティンググラファイト容疑者の適用

SICコーティンググラファイト容疑者は重要な役割を果たします金属有機化学蒸気堆積（MOCVD）機器単結晶基板をサポートおよび加熱する。この受容器の熱安定性と熱均一性は、エピタキシャル材料の品質にとって重要であるため、MOCVD機器の不可欠なコアコンポーネントと見なされます。金属有機化学蒸着（MOCVD）技術は、単純な動作、制御可能な成長速度、高純度の利点があるため、青色LEDのGAN薄膜のエピタキシャル成長に現在広く使用されています。

MOCVD機器のコアコンポーネントの1つとして、VETEK半導体グラファイト容疑者は、薄膜材料の均一性と純度に直接影響する単結晶基板をサポートおよび加熱する責任があり、したがってエピタキシャル波数の調製品質に関連しています。用途の数が増加し、作業環境が変化すると、グラファイト容疑者は摩耗しやすく、したがって消耗品として分類されます。

2.2。 SICコーティンググラファイト容疑者の特性

MOCVD機器のニーズを満たすには、グラファイト受容器に必要なコーティングには、次の基準を満たすために特定の特性が必要です。

✔良いカバレッジ：SICコーティングは、受容器を完全にカバーし、腐食性ガス環境での損傷を防ぐために高度な密度を持っている必要があります。

✔結合強度が高い：コーティングは、複数の高温および低温サイクルの後に落ちるのは簡単ではなく、容疑者にしっかりと結合する必要があります。

✔化学的安定性が良好です：コーティングは、高温および腐食性の大気での故障を避けるために、良好な化学的安定性を持たなければなりません。

2.3グラファイトと炭化物のシリコン材料の一致する困難と課題

炭化シリコン（SIC）は、腐食抵抗、高い熱伝導率、熱衝撃耐性、良好な化学的安定性などの利点のため、Ganエピタキシャル大気でよく機能します。その熱膨張係数はグラファイトのそれと類似しているため、グラファイト受容器コーティングに優先される材料になっています。

しかし、結局のところ、黒鉛そして炭化シリコン2つの異なる材料がありますが、コーティングのサービス寿命が短く、脱落しやすく、熱膨張係数が異なるためコストを増やす状況がまだあります。 

3。 SICコーティング技術

3.1。 SICの一般的なタイプ

現在、一般的なタイプのSICには3C、4H、および6Hが含まれ、さまざまなタイプのSICがさまざまな目的に適しています。たとえば、4H-SICは高出力デバイスの製造に適しており、6H-SICは比較的安定しており、光電子デバイスに使用できます。3CSICは、GANと同様の構造によりGANエピタキシャル層を調製し、SIC-GAN RFデバイスを製造するために使用できます。 3C-SICは一般にβ-SICとも呼ばれ、主に薄膜やコーティング材料に使用されます。したがって、β-SICは現在、コーティングの主要な材料の1つです。

3.2。炭化シリコンコーティング準備方法

ゲルソル法、噴霧法、イオンビームスプレー法、化学蒸気反応法（CVR）、化学蒸気堆積方法（CVD）など、炭化シリコンコーティングの調製には多くのオプションがあります。その中で、化学蒸気堆積法（CVD）は現在、SICコーティングを準備するための主要な技術です。この方法は、コーティングと基質の間に密接な結合の利点があり、基質材料の酸化抵抗とアブレーション抵抗を改善することの利点を持つ気相反応を介して、基質の表面にSICコーティングを堆積させます。

グラファイト基板を埋め込み粉末に配置し、不活性大気の下で高温で焼結することにより、高温焼結方法は、最終的に埋め込み方法と呼ばれる基板の表面にSICコーティングを形成します。この方法は単純であり、コーティングは基質にしっかりと結合されていますが、厚さ方向のコーティングの均一性は不十分であり、穴が表示される傾向があり、酸化抵抗が低下します。

spraying方法グラファイト基板の表面に液体原材料を噴霧し、特定の温度で原材料を固めてコーティングを形成することを伴います。この方法は低コストですが、コーティングは基質に弱く結合されており、コーティングは均一性が低く、厚さが薄く、酸化抵抗が不十分であり、通常は追加の処理が必要です。

Ionイオンビームスプレーテクノロジーイオンビームガンを使用して、グラファイト基質の表面に溶融または部分的に溶融材料を噴霧し、結合して結合してコーティングを形成します。手術は単純で、比較的密な炭化シリコンコーティングを生成できますが、コーティングは壊れやすく、酸化抵抗が不十分です。通常、高品質のSIC複合コーティングの準備に使用されます。

sol-gelメソッド、この方法では、均一で透明な溶液を準備し、基質の表面に適用し、乾燥と焼結してコーティングを形成することが含まれます。手術は単純でコストが低いですが、準備されたコーティングは熱衝撃耐性が低く、亀裂が発生しやすいため、適用範囲は限られています。

✔化学蒸気反応技術（CVR）：CVRはSiおよびSiO2粉末を使用してSIO蒸気を生成し、炭素材料基質の表面に化学反応によりSICコーティングを形成します。しっかりと結合したコーティングを準備できますが、より高い反応温度が必要であり、コストが高くなります。

✔化学蒸気堆積（CVD）：CVDは現在、SICコーティングの準備に最も広く使用されている技術であり、SICコーティングは基質の表面の気相反応によって形成されます。この方法で調製されたコーティングは、基質の酸化抵抗とアブレーション抵抗を改善する基質に密接に結合されますが、長い堆積時間が必要であり、反応ガスは毒性があります。

図3.化学的な蒸気脱毛図

4。市場の競争とそれは半導体ですの技術革新

SICでコーティングされたグラファイト基板市場では、外国のメーカーが以前に開始され、明らかな主要な利点とより高い市場シェアがありました。国際的には、オランダのXycard、ドイツのSGL、日本のToyo Tanso、米国のMEMCは主流のサプライヤーであり、基本的に国際市場を独占しています。しかし、中国は現在、グラファイト基板の表面で均一に成長しているSICコーティングのコアテクノロジーを突破しており、その品質は国内および外国の顧客によって検証されています。同時に、SICコーティングされたグラファイト基板を使用するためのMOCVD機器の要件を満たすことができる価格にも一定の競争上の利点があります。 

Vetek半導体は、の分野での研究開発に従事していますSICコーティング20年以上。したがって、SGLと同じバッファレイヤーテクノロジーを起動しました。特別な加工技術を通じて、グラファイトと炭化物シリコンの間にバッファー層を追加して、サービス寿命を2回以上増やすことができます。