1. 왜 존재하는가?탄화규소 코팅
에피택셜층은 웨이퍼를 기반으로 에피택셜 공정을 거쳐 성장한 특정 단결정 박막이다. 기판 웨이퍼와 에피택셜 박막을 총칭하여 에피택셜 웨이퍼라고 부른다. 그 중에는실리콘 카바이드 에피텍셜층은 전도성 탄화규소 기판 위에 성장하여 탄화규소 균일 에피택시 웨이퍼를 얻습니다. 이는 쇼트키 다이오드, MOSFET 및 IGBT와 같은 전력 장치로 추가로 만들어질 수 있습니다. 그 중 가장 널리 사용되는 것은 4H-SiC 기판이다.
모든 소자는 기본적으로 에피택시로 구현되기 때문에,에피택시에피택시 품질은 결정과 기판 처리에 따라 영향을 받습니다. 산업의 중추적인 역할을 하며 산업 발전에 매우 중요한 역할을 담당하고 있습니다.
탄화규소 에피층을 준비하는 주요 방법은 다음과 같습니다: 증발 성장 방법; 액상 에피택시(LPE); 분자빔 에피택시(MBE); 화학기상증착(CVD).
그 중 CVD(Chemical Vapor Deposition)가 가장 널리 사용되는 4H-SiC 호모에피택시 방법입니다. 4-H-SiC-CVD 에피택시는 일반적으로 높은 성장 온도 조건에서 에피택셜 층 4H 결정 SiC의 연속성을 보장할 수 있는 CVD 장비를 사용합니다.
CVD 장비에서는 가스 흐름 방향(수평, 수직), 온도, 압력, 고정, 낙하하는 오염 물질 등 다양한 요소가 관련되어 있기 때문에 기판을 금속 위에 직접 놓거나 단순히 에피택셜 증착을 위해 베이스 위에 놓을 수 없습니다. 따라서 베이스가 필요하며, 기판을 디스크 위에 올려놓고 CVD 기술을 이용해 기판에 에피택셜 증착을 진행한다. 이 베이스는 SiC 코팅 흑연 베이스입니다.
핵심 부품인 흑연기재는 높은 비강도와 비계수, 우수한 열충격성, 내식성을 갖고 있으나, 생산 과정에서 부식성 가스와 금속유기물의 잔류로 인해 흑연이 부식되어 분말화되는 현상이 발생합니다. 문제가 발생하면 흑연 베이스의 서비스 수명이 크게 단축됩니다.
동시에 떨어진 흑연 가루가 칩을 오염시킵니다. 탄화규소 에피택시 웨이퍼 생산 공정에서는 흑연 재료 사용에 대한 점점 더 엄격해지는 사람들의 요구 사항을 충족하기 어려워 흑연 재료의 개발과 실제 적용이 심각하게 제한됩니다. 따라서 코팅 기술이 상승하기 시작했습니다.
2. 장점SiC 코팅
코팅의 물리적, 화학적 특성은 제품의 수율과 수명에 직접적인 영향을 미치는 고온 저항 및 내식성에 대한 엄격한 요구 사항을 갖습니다. SiC 소재는 강도가 높고 경도가 높으며 열팽창 계수가 낮고 열전도율이 좋습니다. 중요한 고온 구조 재료 및 고온 반도체 재료입니다. 흑연 베이스에 적용됩니다. 장점은 다음과 같습니다.
-SiC는 부식에 강하고 흑연 베이스를 완전히 감쌀 수 있으며, 부식성 가스에 의해 손상되지 않도록 밀도가 좋습니다.
-SiC는 높은 열전도율과 흑연 베이스와의 결합력이 높아 여러 번의 고온, 저온 사이클 후에도 코팅이 쉽게 벗겨지지 않습니다.
-SiC는 화학적 안정성이 우수하여 고온 및 부식성 분위기에서 코팅이 실패하는 것을 방지합니다.
또한, 다양한 재료의 에피택셜 퍼니스에는 다양한 성능 지표를 갖춘 흑연 트레이가 필요합니다. 흑연 재료의 열팽창 계수 일치를 위해서는 에피택셜로의 성장 온도에 적응해야 합니다. 예를 들어 탄화규소 에피택시 성장 온도가 높기 때문에 열팽창 계수가 일치하는 트레이가 필요합니다. SiC의 열팽창 계수는 흑연의 열팽창 계수와 매우 유사하므로 흑연 베이스의 표면 코팅에 선호되는 재료로 적합합니다.
SiC 재료는 다양한 결정 형태를 가지고 있으며 가장 일반적인 것은 3C, 4H 및 6H입니다. SiC의 다양한 결정 형태는 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 4H-SiC는 고전력 장치를 제조하는 데 사용될 수 있습니다. 6H-SiC는 가장 안정적이며 광전자 장치를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 3C-SiC는 GaN과 유사한 구조로 인해 GaN 에피택셜 층을 생성하고 SiC-GaN RF 장치를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 3C-SiC는 일반적으로 β-SiC라고도 합니다. β-SiC의 중요한 용도는 박막 및 코팅 재료입니다. 따라서 현재 코팅의 주요 소재는 β-SiC이다.
SiC 코팅은 일반적으로 반도체 생산에 사용됩니다. 주로 기판, 에피택시, 산화 확산, 에칭 및 이온 주입에 사용됩니다. 코팅의 물리적, 화학적 특성은 제품의 수율과 수명에 직접적인 영향을 미치는 고온 저항 및 내식성에 대한 엄격한 요구 사항을 갖습니다. 따라서 SiC 코팅 준비가 중요합니다.
게시 시간: 2024년 6월 24일