Karbid křemíku (SiC), jako druh polovodičového materiálu se širokým pásmem, hraje stále důležitější roli v aplikaci moderní vědy a technologie. Karbid křemíku má vynikající tepelnou stabilitu, vysokou toleranci elektrického pole, záměrnou vodivost a další vynikající fyzikální a optické vlastnosti a je široce používán v optoelektronických zařízeních a solárních zařízeních. Vzhledem k rostoucí poptávce po účinnějších a stabilnějších elektronických zařízeních se zvládnutí technologie růstu karbidu křemíku stalo horkým místem.
Takže kolik toho víte o procesu růstu SiC?
Dnes probereme tři hlavní techniky pro růst monokrystalů karbidu křemíku: fyzikální transport par (PVT), epitaxi v kapalné fázi (LPE) a vysokoteplotní chemickou depozici z par (HT-CVD).
Fyzikální metoda přenosu par (PVT)
Fyzikální metoda přenosu par je jedním z nejběžněji používaných procesů růstu karbidu křemíku. Růst monokrystalického karbidu křemíku je závislý hlavně na sublimaci sic prášku a redepozici na očkovacím krystalu za podmínek vysoké teploty. V uzavřeném grafitovém kelímku se prášek karbidu křemíku zahřívá na vysokou teplotu, pomocí řízení teplotního gradientu pára karbidu křemíku kondenzuje na povrchu zárodečného krystalu a postupně vyrůstá velký monokrystal.
Naprostá většina monokrystalického SiC, který v současnosti poskytujeme, je vyrobena tímto způsobem růstu. Je to také hlavní proud v oboru.
Epitaxe v kapalné fázi (LPE)
Krystaly karbidu křemíku se připravují epitaxí v kapalné fázi prostřednictvím procesu růstu krystalů na rozhraní pevná látka-kapalina. Při této metodě se prášek karbidu křemíku rozpustí v roztoku křemíku a uhlíku při vysoké teplotě a potom se teplota sníží tak, aby se karbid křemíku vysrážel z roztoku a rostl na zárodečných krystalech. Hlavní výhodou metody LPE je schopnost získat vysoce kvalitní krystaly při nižší teplotě růstu, relativně nízká cena a je vhodná pro velkosériovou výrobu.
Vysokoteplotní chemická depozice z plynné fáze (HT-CVD)
Zavedením plynu obsahujícího křemík a uhlík do reakční komory při vysoké teplotě se vrstva monokrystalu karbidu křemíku ukládá přímo na povrch očkovacího krystalu prostřednictvím chemické reakce. Výhodou této metody je, že průtok a reakční podmínky plynu mohou být přesně řízeny, aby se získal krystal karbidu křemíku s vysokou čistotou a malým počtem defektů. Procesem HT-CVD lze vyrobit krystaly karbidu křemíku s vynikajícími vlastnostmi, což je zvláště cenné pro aplikace, kde jsou vyžadovány extrémně kvalitní materiály.
Proces růstu karbidu křemíku je základním kamenem jeho aplikace a vývoje. Prostřednictvím neustálých technologických inovací a optimalizace hrají tyto tři růstové metody své příslušné role, aby vyhovovaly potřebám různých příležitostí a zajišťují důležité postavení karbidu křemíku. S prohlubujícím se výzkumem a technologickým pokrokem bude proces růstu materiálů z karbidu křemíku nadále optimalizován a výkon elektronických zařízení se bude dále zlepšovat.
(cenzura)
Čas odeslání: 23. června 2024