Siliciumcarbid (SiC), som en slags bredbåndsgab-halvledermateriale, spiller en stadig vigtigere rolle i anvendelsen af moderne videnskab og teknologi. Siliciumcarbid har fremragende termisk stabilitet, høj elektrisk felttolerance, tilsigtet ledningsevne og andre fremragende fysiske og optiske egenskaber og er meget udbredt i optoelektroniske enheder og solenergienheder. På grund af den stigende efterspørgsel efter mere effektive og stabile elektroniske enheder er det blevet et hot spot at mestre vækstteknologien for siliciumcarbid.
Så hvor meget ved du om SiC-vækstprocessen?
I dag vil vi diskutere tre hovedteknikker til vækst af siliciumcarbid-enkeltkrystaller: fysisk damptransport (PVT), væskefase-epitaksi (LPE) og højtemperatur kemisk dampaflejring (HT-CVD).
Fysisk dampoverførselsmetode (PVT)
Fysisk dampoverførselsmetode er en af de mest almindeligt anvendte siliciumcarbidvækstprocesser. Væksten af enkeltkrystal siliciumcarbid er hovedsageligt afhængig af sublimering af sic-pulver og genafsætning på podekrystal under høje temperaturforhold. I en lukket grafitdigel opvarmes siliciumcarbidpulveret til høj temperatur, gennem kontrol af temperaturgradienten, kondenserer siliciumcarbiddampen på overfladen af frøkrystallen og vokser gradvist til en enkelt krystal i stor størrelse.
Langt størstedelen af den monokrystallinske SiC, vi i øjeblikket leverer, er lavet på denne måde at vokse på. Det er også den almindelige måde i branchen.
Flydende fase epitaksi (LPE)
Siliciumcarbidkrystaller fremstilles ved væskefase-epitaksi gennem en krystalvækstproces ved faststof-væske-grænsefladen. I denne metode opløses siliciumcarbidpulveret i en silicium-carbon-opløsning ved høj temperatur, og derefter sænkes temperaturen, så siliciumcarbidet udfældes fra opløsningen og vokser på frøkrystallerne. Den største fordel ved LPE-metoden er evnen til at opnå krystaller af høj kvalitet ved en lavere væksttemperatur, prisen er relativt lav, og den er velegnet til produktion i stor skala.
Kemisk dampaflejring ved høj temperatur (HT-CVD)
Ved at indføre gassen indeholdende silicium og kulstof i reaktionskammeret ved høj temperatur, aflejres enkeltkrystallaget af siliciumcarbid direkte på overfladen af podekrystallen gennem kemisk reaktion. Fordelen ved denne metode er, at gassens strømningshastighed og reaktionsbetingelser kan styres præcist, således at der opnås en siliciumcarbidkrystal med høj renhed og få defekter. HT-CVD-processen kan producere siliciumcarbidkrystaller med fremragende egenskaber, hvilket er særligt værdifuldt til applikationer, hvor der kræves materialer af ekstrem høj kvalitet.
Vækstprocessen for siliciumcarbid er hjørnestenen i dets anvendelse og udvikling. Gennem kontinuerlig teknologisk innovation og optimering spiller disse tre vækstmetoder deres respektive roller for at imødekomme behovene ved forskellige lejligheder, hvilket sikrer den vigtige position for siliciumcarbid. Med uddybningen af forskning og teknologiske fremskridt vil vækstprocessen af siliciumcarbidmaterialer fortsætte med at blive optimeret, og ydeevnen af elektroniske enheder vil blive yderligere forbedret.
(censurering)
Indlægstid: 23-jun-2024