Silisiumkarbid (SiC), som et slags halvledermateriale med bredt båndgap, spiller en stadig viktigere rolle i anvendelsen av moderne vitenskap og teknologi. Silisiumkarbid har utmerket termisk stabilitet, høy elektrisk felttoleranse, intensjonell konduktivitet og andre utmerkede fysiske og optiske egenskaper, og er mye brukt i optoelektroniske enheter og solcelleanlegg. På grunn av den økende etterspørselen etter mer effektive og stabile elektroniske enheter, har det blitt et hett spekter å mestre silisiumkarbids vekstteknologi.
Så hvor mye vet du om SiC-vekstprosessen?
I dag skal vi diskutere tre hovedteknikker for vekst av silisiumkarbid-enkeltkrystaller: fysisk damptransport (PVT), væskefaseepitaksi (LPE) og høytemperatur kjemisk dampavsetning (HT-CVD).
Fysisk dampoverføringsmetode (PVT)
Fysisk dampoverføringsmetode er en av de mest brukte silisiumkarbidvekstprosessene. Veksten av enkeltkrystall silisiumkarbid er hovedsakelig avhengig av sublimering av silisiumkarbidpulver og ny avsetning på kimkrystall under høye temperaturforhold. I en lukket grafittdigel varmes silisiumkarbidpulveret opp til høy temperatur. Gjennom kontroll av temperaturgradienten kondenserer silisiumkarbiddampen på overflaten av kimkrystallen og vokser gradvis til en enkeltkrystall av stor størrelse.
De aller fleste monokrystallinske SiC-ene vi tilbyr for tiden produseres på denne måten. Det er også den vanligste metoden i bransjen.
Flytende faseepitaksi (LPE)
Silisiumkarbidkrystaller fremstilles ved væskefaseepitaksi gjennom en krystallvekstprosess ved faststoff-væske-grensesnittet. I denne metoden løses silisiumkarbidpulveret opp i en silisium-karbonløsning ved høy temperatur, og deretter senkes temperaturen slik at silisiumkarbidet utfelles fra løsningen og vokser på kimkrystallene. Hovedfordelen med LPE-metoden er muligheten til å oppnå krystaller av høy kvalitet ved en lavere veksttemperatur, kostnaden er relativt lav, og den er egnet for storskala produksjon.
Høytemperatur kjemisk dampavsetning (HT-CVD)
Ved å introdusere gassen som inneholder silisium og karbon i reaksjonskammeret ved høy temperatur, avsettes enkeltkrystalllaget av silisiumkarbid direkte på overflaten av kimkrystallen gjennom en kjemisk reaksjon. Fordelen med denne metoden er at strømningshastigheten og reaksjonsbetingelsene til gassen kan kontrolleres nøyaktig, slik at man oppnår en silisiumkarbidkrystall med høy renhet og få defekter. HT-CVD-prosessen kan produsere silisiumkarbidkrystaller med utmerkede egenskaper, noe som er spesielt verdifullt for applikasjoner der det kreves materialer av ekstremt høy kvalitet.
Silisiumkarbids vekstprosess er hjørnesteinen i anvendelsen og utviklingen. Gjennom kontinuerlig teknologisk innovasjon og optimalisering spiller disse tre vekstmetodene sine respektive roller for å møte behovene til ulike anledninger, og sikrer silisiumkarbids viktige posisjon. Med fordypningen av forskning og teknologiske fremskritt vil vekstprosessen til silisiumkarbidmaterialer fortsette å optimaliseres, og ytelsen til elektroniske enheter vil bli ytterligere forbedret.
(sensurering)
Publisert: 23. juni 2024