Silīcija karbīds (SiC) kā platjoslas pusvadītāju materiāls ieņem arvien nozīmīgāku lomu mūsdienu zinātnes un tehnoloģiju pielietojumā. Silīcija karbīdam ir lieliska termiskā stabilitāte, augsta elektriskā lauka tolerance, apzināta vadītspēja un citas izcilas fizikālās un optiskās īpašības, un to plaši izmanto optoelektroniskajās ierīcēs un saules enerģijas ierīcēs. Pieaugot pieprasījumam pēc efektīvākām un stabilākām elektroniskām ierīcēm, silīcija karbīda audzēšanas tehnoloģijas apgūšana ir kļuvusi par aktuālu tematu.
Tātad, cik daudz jūs zināt par SiC augšanas procesu?
Šodien mēs apspriedīsim trīs galvenās silīcija karbīda monokristālu audzēšanas metodes: fizikālo tvaiku transportu (PVT), šķidrfāzes epitaksiju (LPE) un ķīmisko tvaiku pārklāšanu augstā temperatūrā (HT-CVD).
Fizikālās tvaika pārneses metode (PVT)
Fizikālās tvaika pārneses metode ir viens no visbiežāk izmantotajiem silīcija karbīda audzēšanas procesiem. Silīcija karbīda monokristāla augšana galvenokārt ir atkarīga no silīcija karbīda pulvera sublimācijas un atkārtotas nogulsnēšanās uz sēklas kristāla augstas temperatūras apstākļos. Slēgtā grafīta tīģelī silīcija karbīda pulveris tiek uzkarsēts līdz augstai temperatūrai, kontrolējot temperatūras gradientu, silīcija karbīda tvaiks kondensējas uz sēklas kristāla virsmas un pakāpeniski izaug liela izmēra monokristāls.
Lielākā daļa monokristāliskā SiC, ko mēs pašlaik piedāvājam, tiek ražota šādā audzēšanas veidā. Tā ir arī plaši izplatīta metode nozarē.
Šķidrās fāzes epitaksija (LPE)
Silīcija karbīda kristālus iegūst, izmantojot šķidrās fāzes epitaksiju, izmantojot kristālu augšanas procesu cietvielu un šķidruma saskarnē. Šajā metodē silīcija karbīda pulveris tiek izšķīdināts silīcija-oglekļa šķīdumā augstā temperatūrā, un pēc tam temperatūra tiek pazemināta, lai silīcija karbīds izgulsnētos no šķīduma un augtu uz sēklas kristāliem. LPE metodes galvenā priekšrocība ir spēja iegūt augstas kvalitātes kristālus zemākā augšanas temperatūrā, salīdzinoši zemas izmaksas un piemērota liela mēroga ražošanai.
Augstas temperatūras ķīmiskā tvaiku pārklāšana (HT-CVD)
Ievadot reakcijas kamerā augstā temperatūrā gāzi, kas satur silīciju un oglekli, ķīmiskās reakcijas rezultātā tieši uz sēklas kristāla virsmas tiek nogulsnēts silīcija karbīda monokristāla slānis. Šīs metodes priekšrocība ir tā, ka gāzes plūsmas ātrumu un reakcijas apstākļus var precīzi kontrolēt, lai iegūtu silīcija karbīda kristālu ar augstu tīrības pakāpi un nelielu defektu daudzumu. HT-CVD process var radīt silīcija karbīda kristālus ar izcilām īpašībām, kas ir īpaši vērtīgi lietojumos, kur nepieciešami īpaši augstas kvalitātes materiāli.
Silīcija karbīda augšanas process ir tā pielietojuma un attīstības stūrakmens. Pateicoties nepārtrauktai tehnoloģiskai inovācijai un optimizācijai, šīs trīs augšanas metodes spēlē savu attiecīgo lomu, lai apmierinātu dažādu situāciju vajadzības, nodrošinot silīcija karbīda svarīgo pozīciju. Padziļinoties pētniecībai un tehnoloģiskajam progresam, silīcija karbīda materiālu augšanas process turpinās tikt optimizēts un elektronisko ierīču veiktspēja tiks vēl vairāk uzlabota.
(cenzūra)
Publicēšanas laiks: 2024. gada 23. jūnijs