Silicijev karbid (SiC), kao vrsta poluvodičkog materijala sa širokim energetskim procjepom, igra sve važniju ulogu u primjeni moderne znanosti i tehnologije. Silicijev karbid ima izvrsnu toplinsku stabilnost, visoku toleranciju električnog polja, namjernu vodljivost i druga izvrsna fizička i optička svojstva te se široko koristi u optoelektroničkim uređajima i solarnim uređajima. Zbog sve veće potražnje za učinkovitijim i stabilnijim elektroničkim uređajima, savladavanje tehnologije rasta silicijevog karbida postalo je vruća točka.
Koliko znate o procesu rasta SiC-a?
Danas ćemo raspravljati o tri glavne tehnike za rast monokristala silicijevog karbida: fizički transport pare (PVT), epitaksija tekuće faze (LPE) i kemijsko taloženje pare na visokim temperaturama (HT-CVD).
Metoda fizičkog prijenosa pare (PVT)
Fizički prijenos pare jedan je od najčešće korištenih procesa rasta silicijevog karbida. Rast monokristala silicijevog karbida uglavnom ovisi o sublimaciji silicijevog praha i ponovnom taloženju na kristalnu sjeme pod uvjetima visoke temperature. U zatvorenom grafitnom lončiću, prah silicijevog karbida zagrijava se na visoku temperaturu, kontroliranjem temperaturnog gradijenta, para silicijevog karbida kondenzira na površini kristalne sjeme i postupno raste veliki monokristal.
Velika većina monokristalnog SiC-a koji trenutno nudimo proizvodi se ovim načinom rasta. To je ujedno i glavni način u industriji.
Epitaksija tekuće faze (LPE)
Kristali silicijevog karbida pripremaju se tekućom epitaksijom procesom rasta kristala na granici čvrsto-tekućina. U ovoj metodi, prah silicijevog karbida se otapa u otopini silicij-ugljik na visokoj temperaturi, a zatim se temperatura snižava tako da se silicijev karbid istaloži iz otopine i raste na kristalima sjemena. Glavna prednost LPE metode je mogućnost dobivanja visokokvalitetnih kristala na nižoj temperaturi rasta, trošak je relativno nizak i pogodna je za proizvodnju velikih razmjera.
Visokotemperaturno kemijsko taloženje iz parne faze (HT-CVD)
Uvođenjem plina koji sadrži silicij i ugljik u reakcijsku komoru na visokoj temperaturi, sloj monokristala silicijevog karbida taloži se izravno na površinu sjemenskog kristala kemijskom reakcijom. Prednost ove metode je u tome što se brzina protoka i uvjeti reakcije plina mogu precizno kontrolirati, kako bi se dobio kristal silicijevog karbida visoke čistoće i malo nedostataka. HT-CVD proces može proizvesti kristale silicijevog karbida s izvrsnim svojstvima, što je posebno vrijedno za primjene gdje su potrebni izuzetno visokokvalitetni materijali.
Proces rasta silicijevog karbida je temelj njegove primjene i razvoja. Kroz kontinuirane tehnološke inovacije i optimizaciju, ove tri metode rasta igraju svoje uloge kako bi zadovoljile potrebe različitih prilika, osiguravajući važnu poziciju silicijevog karbida. S produbljivanjem istraživanja i tehnološkog napretka, proces rasta silicijevih karbidnih materijala nastavit će se optimizirati, a performanse elektroničkih uređaja dodatno će se poboljšati.
(cenzura)
Vrijeme objave: 23. lipnja 2024.