Silisiumkarbid (SiC), som et slags halvledermateriale med bred båndgap, spiller en stadig viktigere rolle i anvendelsen av moderne vitenskap og teknologi. Silisiumkarbid har utmerket termisk stabilitet, høy elektrisk felttoleranse, tilsiktet ledningsevne og andre utmerkede fysiske og optiske egenskaper, og er mye brukt i optoelektroniske enheter og solenergienheter. På grunn av den økende etterspørselen etter mer effektive og stabile elektroniske enheter, har mestring av vekstteknologien til silisiumkarbid blitt et hot spot.
Så hvor mye vet du om SiC-vekstprosessen?
I dag skal vi diskutere tre hovedteknikker for vekst av enkeltkrystaller av silisiumkarbid: fysisk damptransport (PVT), væskefase-epitaksi (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 sicpulver og gjenavsetning på frøkrystall under høye temperaturforhold. I en lukket grafittdigel oppvarmes silisiumkarbidpulveret til høy temperatur, gjennom kontroll av temperaturgradienten, kondenserer silisiumkarbiddampen på overflaten av frøkrystallen, og vokser gradvis en stor størrelse enkeltkrystall.
Det store flertallet av den monokrystallinske SiC vi leverer i dag er laget på denne måten å vokse på. Det er også den vanlige måten i bransjen.
Flytende fase epitaksi (LPE)
Silisiumkarbidkrystaller fremstilles ved flytende faseepitaksi gjennom en krystallvekstprosess ved fast-væske-grensesnittet. I denne metoden løses silisiumkarbidpulveret i en silisiumkarbonløsning ved høy temperatur, og deretter senkes temperaturen slik at silisiumkarbidet utfelles fra løsningen og vokser på frøkrystallene. Hovedfordelen med LPE-metoden er evnen til å oppnå høykvalitetskrystaller ved lavere veksttemperatur, kostnadene er relativt lave, og den er egnet for storskala produksjon.
Kjemisk dampavsetning ved høy temperatur (HT-CVD)
Ved å introdusere gassen som inneholder silisium og karbon i reaksjonskammeret ved høy temperatur, avsettes enkeltkrystalllaget av silisiumkarbid direkte på overflaten av frøkrystallen gjennom kjemisk reaksjon. Fordelen med denne metoden er at strømningshastigheten og reaksjonsforholdene til gassen kan kontrolleres nøyaktig for å oppnå en silisiumkarbidkrystall med høy renhet og få defekter. HT-CVD-prosessen kan produsere silisiumkarbidkrystaller med utmerkede egenskaper, noe som er spesielt verdifullt for applikasjoner hvor ekstremt høykvalitetsmaterialer kreves.
Vekstprosessen til silisiumkarbid er hjørnesteinen i dens anvendelse og utvikling. Gjennom kontinuerlig teknologisk innovasjon og optimalisering spiller disse tre vekstmetodene sine respektive roller for å møte behovene ved forskjellige anledninger, og sikrer den viktige posisjonen til silisiumkarbid. Med utdypingen av forskning og teknologisk fremgang vil vekstprosessen for silisiumkarbidmaterialer fortsette å bli optimalisert, og ytelsen til elektroniske enheter vil bli ytterligere forbedret.
(sensurerer)
Innleggstid: 23. juni 2024