Węglik krzemu (SiC), jako rodzaj szerokopasmowego materiału półprzewodnikowego, odgrywa coraz ważniejszą rolę w zastosowaniu nowoczesnej nauki i technologii. Węglik krzemu ma doskonałą stabilność termiczną, wysoką tolerancję pola elektrycznego, celowe przewodnictwo i inne doskonałe właściwości fizyczne i optyczne, i jest szeroko stosowany w urządzeniach optoelektronicznych i urządzeniach solarnych. Ze względu na rosnące zapotrzebowanie na bardziej wydajne i stabilne urządzenia elektroniczne, opanowanie technologii wzrostu węglika krzemu stało się gorącym punktem.
Ile zatem wiesz o procesie wzrostu SiC?
Dzisiaj omówimy trzy główne techniki wzrostu monokryształów węglika krzemu: fizyczny transport z fazy gazowej (PVT), epitaksja w fazie ciekłej (LPE) i osadzanie chemiczne z fazy gazowej w wysokiej temperaturze (HT-CVD).
Metoda fizycznego transferu pary (PVT)
Metoda fizycznego transferu pary jest jednym z najczęściej stosowanych procesów wzrostu węglika krzemu. Wzrost monokrystalicznego węglika krzemu zależy głównie od sublimacji proszku sic i ponownego osadzania na krysztale zarodkowym w warunkach wysokiej temperatury. W zamkniętym tyglu grafitowym proszek węglika krzemu jest podgrzewany do wysokiej temperatury, poprzez kontrolę gradientu temperatury, para węglika krzemu skrapla się na powierzchni kryształu zarodkowego i stopniowo rośnie w monokryształ o dużym rozmiarze.
Zdecydowana większość monokrystalicznego SiC, który obecnie dostarczamy, jest wytwarzana w ten sposób wzrostu. Jest to również główny nurt w branży.
Epitaksja w fazie ciekłej (LPE)
Kryształy węglika krzemu są przygotowywane metodą epitaksji w fazie ciekłej poprzez proces wzrostu kryształów na granicy faz ciało stałe-ciecz. W tej metodzie proszek węglika krzemu jest rozpuszczany w roztworze krzemu i węgla w wysokiej temperaturze, a następnie temperatura jest obniżana, tak aby węglik krzemu wytrącał się z roztworu i rósł na kryształach zaszczepiających. Główną zaletą metody LPE jest możliwość uzyskania wysokiej jakości kryształów w niższej temperaturze wzrostu, koszt jest stosunkowo niski i nadaje się do produkcji na dużą skalę.
Wysokotemperaturowe chemiczne osadzanie z fazy gazowej (HT-CVD)
Poprzez wprowadzenie gazu zawierającego krzem i węgiel do komory reakcyjnej w wysokiej temperaturze, pojedyncza warstwa kryształu węglika krzemu jest osadzana bezpośrednio na powierzchni kryształu zarodkowego poprzez reakcję chemiczną. Zaletą tej metody jest to, że szybkość przepływu i warunki reakcji gazu mogą być precyzyjnie kontrolowane, tak aby uzyskać kryształ węglika krzemu o wysokiej czystości i niewielu defektach. Proces HT-CVD może wytwarzać kryształy węglika krzemu o doskonałych właściwościach, co jest szczególnie cenne w zastosowaniach, w których wymagane są materiały o wyjątkowo wysokiej jakości.
Proces wzrostu węglika krzemu jest podstawą jego zastosowania i rozwoju. Dzięki ciągłej innowacji technologicznej i optymalizacji te trzy metody wzrostu odgrywają swoje role, aby sprostać potrzebom różnych okazji, zapewniając ważną pozycję węglika krzemu. Dzięki pogłębianiu badań i postępowi technologicznemu proces wzrostu materiałów z węglika krzemu będzie nadal optymalizowany, a wydajność urządzeń elektronicznych będzie dalej ulepszana.
(cenzura)
Czas publikacji: 23-06-2024