Kiselkarbid (SiC), som ett slags halvledarmaterial med brett bandgap, spelar en allt viktigare roll i tillämpningen av modern vetenskap och teknik. Kiselkarbid har utmärkt termisk stabilitet, hög elektrisk fälttolerans, avsiktlig konduktivitet och andra utmärkta fysikaliska och optiska egenskaper, och används ofta i optoelektroniska anordningar och solcellsanordningar. På grund av den ökande efterfrågan på mer effektiva och stabila elektroniska anordningar har det blivit ett hett ämne att bemästra kiselkarbidens tillväxtteknik.
Så hur mycket vet du om SiC-tillväxtprocessen?
Idag ska vi diskutera tre huvudtekniker för tillväxt av kiselkarbid-enkristaller: fysisk ångtransport (PVT), vätskefasepitaxi (LPE) och högtemperaturkemisk ångdeponering (HT-CVD).
Fysisk ångöverföringsmetod (PVT)
Fysisk ångöverföringsmetod är en av de vanligaste processerna för tillväxt av kiselkarbid. Tillväxten av enkristallkiselkarbid är huvudsakligen beroende av sublimering av kiselkarbidpulvret och återdeponering på ympkristallen under höga temperaturförhållanden. I en sluten grafitdegel värms kiselkarbidpulvret till hög temperatur, och genom att kontrollera temperaturgradienten kondenserar kiselkarbidångan på ytan av ympkristallen och växer gradvis till en stor enkristall.
Den stora majoriteten av den monokristallina kiselkarbid som vi för närvarande tillhandahåller tillverkas på detta sätt. Det är också det vanligaste sättet i branschen.
Flytande fasepitaxi (LPE)
Kiselkarbidkristaller framställs genom vätskefasepitaxi genom en kristalltillväxtprocess vid gränssnittet mellan fast och flytande material. 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 ympkristallerna. Den största fördelen med LPE-metoden är möjligheten att erhålla högkvalitativa kristaller vid en lägre tillväxttemperatur, kostnaden är relativt låg och den är lämplig för storskalig produktion.
Högtemperaturkemisk ångdeponering (HT-CVD)
Genom att införa gasen innehållande kisel och kol i reaktionskammaren vid hög temperatur, avsätts ett enkristallskikt av kiselkarbid direkt på ytan av ympkristallen genom kemisk reaktion. Fördelen med denna metod är att flödeshastigheten och reaktionsförhållandena för gasen kan kontrolleras exakt, så att man erhåller en kiselkarbidkristall med hög renhet och få defekter. HT-CVD-processen kan producera kiselkarbidkristaller med utmärkta egenskaper, vilket är särskilt värdefullt för tillämpningar där material av extremt hög kvalitet krävs.
Kiselkarbidens tillväxtprocess 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 kiselkarbidens viktiga position. Med fördjupad forskning och tekniska framsteg kommer tillväxtprocessen för kiselkarbidmaterial att fortsätta att optimeras, och prestandan hos elektroniska enheter kommer att förbättras ytterligare.
(censurering)
Publiceringstid: 23 juni 2024