Kiselkarbid (SiC), som ett slags halvledarmaterial med bredbandsgap, spelar en allt viktigare roll vid tillämpningen av modern vetenskap och teknik. Kiselkarbid har utmärkt termisk stabilitet, hög elektrisk fälttolerans, avsiktlig ledningsförmåga och andra utmärkta fysikaliska och optiska egenskaper, och används ofta i optoelektroniska enheter och solenheter. På grund av den ökande efterfrågan på mer effektiva och stabila elektroniska enheter har behärskning av tillväxtteknologin för kiselkarbid blivit en hot spot.
Så hur mycket vet du om tillväxtprocessen för SiC?
Idag kommer vi att diskutera tre huvudtekniker för tillväxten av enkristaller av kiselkarbid: fysisk ångtransport (PVT), vätskefasepitaxi (LPE) och kemisk ångavsättning vid hög temperatur (HT-CVD).
Physical Vapor Transfer Method (PVT)
Fysisk ångöverföringsmetod är en av de mest använda kiselkarbidtillväxtprocesserna. Tillväxten av enkristallkiselkarbid är huvudsakligen beroende av sublimering av sic-pulver och återavsättning på groddkristall under höga temperaturer. I en sluten grafitdegel värms kiselkarbidpulvret till hög temperatur, genom kontroll av temperaturgradienten, kondenserar kiselkarbidångan på ytan av groddkristallen och växer gradvis till en stor enkristall.
Den stora majoriteten av den monokristallina SiC vi för närvarande tillhandahåller tillverkas på detta sätt av tillväxt. Det är också det vanliga sättet i branschen.
Flytande fas epitaxi (LPE)
Kiselkarbidkristaller framställs genom epitaxi i vätskefas genom en kristalltillväxtprocess vid gränsytan mellan fast och vätska. I denna metod löses kiselkarbidpulvret i en kisel-kollösning vid hög temperatur och sedan sänks temperaturen så att kiselkarbiden fälls ut från lösningen och växer på frökristallerna. Den största fördelen med LPE-metoden är förmågan att erhålla högkvalitativa kristaller vid en lägre tillväxttemperatur, kostnaden är relativt låg och den är lämplig för storskalig produktion.
Kemisk ångavsättning vid hög temperatur (HT-CVD)
Genom att införa gasen som innehåller kisel och kol i reaktionskammaren vid hög temperatur, avsätts enkristallskiktet av kiselkarbid direkt på ytan av ympkristallen genom kemisk reaktion. Fördelen med denna metod är att gasens flödeshastighet och reaktionsförhållanden kan kontrolleras exakt, för att erhålla en kiselkarbidkristall med hög renhet och få defekter. HT-CVD-processen kan producera kiselkarbidkristaller med utmärkta egenskaper, vilket är särskilt värdefullt för applikationer där extremt högkvalitativa material krävs.
Tillväxtprocessen för kiselkarbid är hörnstenen i dess tillämpning och utveckling. Genom kontinuerlig teknisk innovation och optimering spelar dessa tre tillväxtmetoder sina respektive roller för att möta behoven vid olika tillfällen, vilket säkerställer den viktiga positionen för kiselkarbid. Med fördjupningen av forskning och tekniska framsteg kommer tillväxtprocessen för kiselkarbidmaterial att fortsätta att optimeras och prestanda hos elektroniska enheter kommer att förbättras ytterligare.
(censurering)
Posttid: 2024-jun-23