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SiC涂層石墨基座是什么
在介紹SiC涂層石墨基座前，我們需要知道它是用在哪里的。我們知道在一些晶圓襯底之上需要進一步的構建外延層以便于制造器件，典型的有LED發光器件，需要在硅襯底上面制備GaAs的外延層；在導電型的SiC襯底上面生長SiC外延層用于構建諸如SBD、MOSFET等的器件，用于高壓、大電流等功率應用；在半絕緣型的SiC襯底上面構建GaN外延層，進一步構造HEMT等器件，用于通信等射頻應用。這里就需要用到用到一種CVD設備（當然還有其他的技術方法）。

金屬有機物化學氣相沉積（metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD）是將Ⅲ、Ⅱ族元素和V、Ⅵ族元素等作為生長源材料，通過熱分解反應方式在襯底表面進行沉積，生長各種Ⅲ-V族（GaN、GaAs等）、Ⅱ-Ⅵ族（Si、SiC等）以及多元固溶體的薄層單晶材料，是生產光電器件、微波器件、功率器件材料的主要手段。

在CVD設備中，襯底不能直接放在金屬或者簡單的放置在某個底座上面進行外延沉積，因為其中涉及到氣體流向（水平、垂直）、溫度、壓力、固定、脫落污染物等各方面的影響因素。因此需要用到一個基座，然后將襯底放置在盤上，然后再利用CVD技術在襯底上面進行外延沉積。這個基座就是SiC涂層石墨基座（又可以叫做托盤）。

石墨基座是MOCVD設備中的核心零部件之一，是襯底基片的承載體和發熱體，它熱穩定性、熱均勻性等性能參數對外延材料生長的質量起到決定性作用，直接決定薄膜材料的均勻性和純度，因此它的品質直接影響了外延片的制備，同時隨著使用次數增加、工況環節變化，又極容易損耗，屬于耗材。

石墨優異的熱導率和穩定性使得其在作為MOCVD設備的基座部件中有很好的優勢。但是如果僅僅只是純石墨的話，也會面臨一些問題。在生產過程中會有腐蝕性氣體和金屬有機物的殘留，石墨基座會出現腐蝕掉粉現象，大大降低石墨基座的使用壽命，同時掉落的石墨粉體也會對芯片造成污染，所以在基座的制備過程中還需要解決這些的問題。

涂層技術能夠提供表面粉體固定、增強熱導率、均衡熱分布，成為了解決該問題的主要技術。根據石墨基座的應用環境和使用要求，表面涂層應具備以下幾方面的特性:

高致密度和全包裹：石墨基座整體處于高溫、腐蝕性的工作環境中，表面必須全包裹，同時涂層要具備良好的致密性，才起到良好的保護作用。

良好的表面平整度：由于單晶生長所用的石墨基座要求表面平整度非常高，涂層制備完畢后要保持基座原有的平整度，即涂層面必須均勻一致。

良好的結合強度：減小石墨基座和涂層材料之間的熱膨脹系數差異，可有效提高兩者間的結合強度，在經歷高低溫熱循環之后，涂層不易開裂。

高的熱導率：高質量的芯片生長需要石墨基座提供且均勻的熱量，因此涂層材料應具備高的熱導率。

高熔點、高溫抗氧化、抗腐蝕性：涂層應在高溫、腐蝕性的工作環境中能夠穩定工作。

石墨涂層材料的選擇
常用的防護涂層材料主要有以下幾種：

玻璃涂層：B2O3、P2O5、ZnO等；

陶瓷涂層：SiC、ZrB2、BN等；

金屬涂層：Pt、Ir、Hf、Mo等；

SiC具有高的熱力學穩定性、良好的導熱性、高的電子遷移率、抗氧化、耐腐蝕、與石墨材料相近的熱膨脹系數等諸多優異性能，是石墨基座表面涂層的重要材料。

SiC根據C原子和Si原子結合疊層的方式可以分為可分為立方結構（C）、六方結構（H）和菱面結構（R），如2H-SiC，3C-SiC，4H-SiC，6H-SiC和15R-SiC等，較為常見的可以歸納為以下兩大類：

α-SiC：4H-SiC、6H-SiC

β-SiC：3C-SiC；

β-SiC具有以下幾點優勢：

合成溫度較低，一般為1000~1600℃，晶體結構類似于金剛石，而α-SiC要在2000℃以上才能制備，具有六角纖維鋅礦結構。

具有更高的熱導率、耐磨損、抗腐蝕性等，這些方面優于α-SiC。

因此在β-SiC高溫和有腐蝕性氣體的工作環境中具有更優異的表現，成為了石墨基座表面涂層的重要材料。

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