Silīcija karbīdam (SiC), kā sava veida platjoslas spraugas pusvadītāju materiālam, ir arvien lielāka nozīme mūsdienu zinātnes un tehnoloģiju pielietošanā. Silīcija karbīdam ir lieliska termiskā stabilitāte, augsta elektriskā lauka tolerance, tīša vadītspēja un citas lieliskas fizikālās un optiskās īpašības, un to plaši izmanto optoelektroniskajās ierīcēs un saules baterijās. Sakarā ar pieaugošo pieprasījumu pēc efektīvākām un stabilākām elektroniskām ierīcēm, silīcija karbīda izaugsmes tehnoloģijas apgūšana ir kļuvusi par karstu punktu.
Tātad, cik daudz jūs zināt par SiC augšanas procesu?
Šodien mēs apspriedīsim trīs galvenās metodes silīcija karbīda monokristālu augšanai: fizisko tvaiku transportu (PVT), šķidrās fāzes epitaksiju (LPE) un augstas temperatūras ķīmisko tvaiku pārklāšanu (HT-CVD).
Fiziskā tvaika pārneses metode (PVT)
Fiziskā tvaika pārneses metode ir viens no visbiežāk izmantotajiem silīcija karbīda audzēšanas procesiem. Viena kristāla silīcija karbīda augšana galvenokārt ir atkarīga no silīcija pulvera sublimācijas un atkārtotas nogulsnēšanās uz sēklu kristāla augstas temperatūras apstākļos. Slēgtā grafīta tīģelī silīcija karbīda pulveris tiek uzkarsēts līdz augstai temperatūrai, kontrolējot temperatūras gradientu, silīcija karbīda tvaiks kondensējas uz sēklu kristāla virsmas un pakāpeniski izaug liela izmēra monokristāls.
Lielākā daļa monokristāliskā SiC, ko mēs šobrīd piedāvājam, ir izgatavoti šādā augšanas veidā. Tas ir arī galvenais veids šajā nozarē.
Šķidrās fāzes epitaksija (LPE)
Silīcija karbīda kristālus sagatavo ar šķidrās fāzes epitaksiju, izmantojot kristāla augšanas procesu cietā un šķidruma saskarnē. Šajā metodē silīcija karbīda pulveris tiek izšķīdināts silīcija-oglekļa šķīdumā augstā temperatūrā, un pēc tam temperatūra tiek pazemināta tā, lai silīcija karbīds tiktu nogulsnēts no šķīduma un augtu uz sēklu kristāliem. LPE metodes galvenā priekšrocība ir iespēja iegūt augstas kvalitātes kristālus zemākā augšanas temperatūrā, izmaksas ir salīdzinoši zemas, un tā ir piemērota liela apjoma ražošanai.
Augstas temperatūras ķīmiskā tvaiku pārklāšana (HT-CVD)
Ievadot silīciju un oglekli saturošu gāzi reakcijas kamerā augstā temperatūrā, silīcija karbīda monokristālu slānis ķīmiskās reakcijas laikā tiek nogulsnēts tieši uz sēklu kristāla virsmas. Šīs metodes priekšrocība ir tā, ka gāzes plūsmas ātrumu un reakcijas apstākļus var precīzi kontrolēt, lai iegūtu silīcija karbīda kristālu ar augstu tīrību un maz defektu. HT-CVD procesā var iegūt silīcija karbīda kristālus ar izcilām īpašībām, kas ir īpaši vērtīgi lietojumos, kur nepieciešami īpaši augstas kvalitātes materiāli.
Silīcija karbīda augšanas process ir tā izmantošanas un attīstības stūrakmens. Pateicoties nepārtrauktai tehnoloģiskai inovācijai un optimizācijai, šīs trīs augšanas metodes spēlē savu lomu, lai apmierinātu dažādu gadījumu vajadzības, nodrošinot silīcija karbīda svarīgo pozīciju. Padziļinoties pētniecībai un tehnoloģiskajam progresam, turpinās optimizēt silīcija karbīda materiālu augšanas procesu, kā arī turpmāk tiks uzlabota elektronisko ierīču veiktspēja.
(cenzūra)
Izlikšanas laiks: 23. jūnijs 2024