Ränikarbiid (SiC) kui laia keelutsooniga pooljuhtmaterjal mängib üha olulisemat rolli tänapäeva teaduse ja tehnoloogia rakendamisel. Ränikarbiidil on suurepärane termiline stabiilsus, kõrge elektrivälja taluvus, tahtlik juhtivus ja muud suurepärased füüsikalised ja optilised omadused ning seda kasutatakse laialdaselt optoelektroonikaseadmetes ja päikeseenergiaseadmetes. Tänu kasvavale nõudlusele tõhusamate ja stabiilsemate elektroonikaseadmete järele on ränikarbiidi kasvutehnoloogia valdamine muutunud kuumaks teemaks.
Kui palju te siis SiC kasvuprotsessist teate?
Täna arutame kolme peamist ränikarbiidi monokristallide kasvatamise tehnikat: füüsikaline aurutransport (PVT), vedelfaasi epitaksia (LPE) ja kõrgtemperatuurne keemiline aurustamine (HT-CVD).
Füüsikalise auruülekande meetod (PVT)
Füüsikaline auruülekande meetod on üks enimkasutatavaid ränikarbiidi kasvuprotsesse. Ränikarbiidi monokristalli kasv sõltub peamiselt pulbri sublimatsioonist ja uuesti sadestamisest seemnekristallile kõrgel temperatuuril. Suletud grafiittiiglis kuumutatakse ränikarbiidipulbrit kõrge temperatuurini ja temperatuurigradiendi reguleerimise abil kondenseerub ränikarbiidi aur seemnekristalli pinnale ning järk-järgult kasvab suurem monokristall.
Valdav enamus meie pakutavast monokristallilisest ränikarbiidist (SiC) on valmistatud sellisel kasvumeetodil. See on ka tööstuses peavoolumeetod.
Vedelfaasi epitaksia (LPE)
Ränikarbiidi kristallid valmistatakse vedelfaasiepitaksia abil kristallide kasvuprotsessi kaudu tahke-vedeliku piiril. Selle meetodi puhul lahustatakse ränikarbiidi pulber kõrgel temperatuuril räni-süsiniku lahuses ja seejärel alandatakse temperatuuri, nii et ränikarbiid sadestub lahusest ja kasvab seemnekristallidel. LPE-meetodi peamine eelis on võime saada kvaliteetseid kristalle madalamal kasvutemperatuuril, suhteliselt madal hind ja see sobib suurtootmiseks.
Kõrgtemperatuuriline keemiline aurustamine-sadestamine (HT-CVD)
Räni ja süsinikku sisaldava gaasi kõrgel temperatuuril reaktsioonikambrisse viimisega sadestub ränikarbiidi monokristalli kiht keemilise reaktsiooni teel otse seemnekristalli pinnale. Selle meetodi eeliseks on see, et gaasi voolukiirust ja reaktsioonitingimusi saab täpselt reguleerida, et saada kõrge puhtusastmega ja väheste defektidega ränikarbiidi kristalle. HT-CVD protsess võimaldab toota suurepäraste omadustega ränikarbiidi kristalle, mis on eriti väärtuslik rakendustes, kus on vaja äärmiselt kvaliteetseid materjale.
Ränikarbiidi kasvuprotsess on selle rakendamise ja arendamise nurgakivi. Pideva tehnoloogilise innovatsiooni ja optimeerimise kaudu täidavad need kolm kasvumeetodit oma rolli erinevate olukordade vajaduste rahuldamisel, tagades ränikarbiidi olulise positsiooni. Teadusuuringute ja tehnoloogia arengu süvenemisega optimeeritakse ränikarbiidmaterjalide kasvuprotsessi jätkuvalt ja elektroonikaseadmete jõudlust parandatakse veelgi.
(tsenseerimine)
Postituse aeg: 23. juuni 2024