Szintetizáló nagy tisztaságú szilícium-karbid por

Hogyan éri el a SiC kiemelkedő szerepét a félvezetők területén? 

Elsősorban kivételesen széles, 2,3 és 3,3 eV közötti sávszélességű jellemzőinek köszönhető, amelyek ideális anyaggá teszik a nagyfrekvenciás, nagy teljesítményű elektronikai eszközök gyártásához. Ez a funkció az elektronikus jelek széles autópályájának megépítéséhez hasonlítható, amely biztosítja a nagyfrekvenciás jelek zökkenőmentes áthaladását, és szilárd alapot teremt a hatékonyabb és gyorsabb adatfeldolgozáshoz és átvitelhez.

Széles, 2,3 és 3,3 eV közötti sávszélessége kulcsfontosságú tényező, így ideális a nagyfrekvenciás, nagy teljesítményű elektronikai eszközökhöz. Olyan ez, mintha egy hatalmas autópálya lett volna kikövezve az elektronikus jelek számára, lehetővé téve azok akadálytalan közlekedését, így szilárd alapot teremtve az adatkezelés és -átvitel fokozott hatékonyságához és sebességéhez.

Magas hővezető képessége, amely elérheti a 3,6-4,8 W·cm⁻¹·K⁻¹ értéket. Ez azt jelenti, hogy gyorsan elvezeti a hőt, és hatékony hűtő "motorként" működik az elektronikus eszközök számára. Következésképpen a SiC kivételesen jól teljesít az olyan igényes elektronikai eszközök alkalmazásaiban, amelyek sugárzás- és korrózióállóságot igényelnek. Akár a kozmikus sugárzás okozta kihívással néz szembe az űrkutatás során, akár a korrozív erózióval kell szembenéznie zord ipari környezetben, a szilícium-karbid stabilan működik, és állhatatos marad.

Magas vivőtelítettségi mobilitása, 1,9-2,6 × 10⁷ cm·s⁻¹. Ez a funkció tovább bővíti alkalmazási potenciálját a félvezető tartományban, hatékonyan javítva az elektronikus eszközök teljesítményét azáltal, hogy biztosítja az elektronok gyors és hatékony mozgását az eszközökön belül, így erősen támogatja a nagyobb teljesítményű funkciók elérését.

Hogyan alakult a SiC (szilícium-karbid) kristályanyag-fejlesztés története? 

Visszatekinteni a SiC kristályanyagok fejlődésére olyan, mintha egy tudományos és technológiai haladás könyvét lapoznánk. Acheson már 1892-ben feltalált egy módszert a szintetizálásraSiC porszilícium-dioxidból és szénből, ezzel elindítva a SiC anyagok tanulmányozását. Az akkoriban nyert SiC anyagok tisztasága és mérete azonban korlátozott volt, hasonlóan egy pólyás csecsemőhöz, bár végtelen potenciállal rendelkezik, mégis folyamatos növekedésre és finomításra volt szüksége.

1955-ben történt, amikor a Lely sikeresen termesztett viszonylag tiszta SiC kristályokat szublimációs technológiával, ami fontos mérföldkő volt a SiC történetében. Az ezzel a módszerrel nyert SiC lemezszerű anyagok azonban kis méretűek voltak, és nagy teljesítmény-ingadozásokkal rendelkeztek, hasonlóan egy egyenetlen katonák csoportjához, így nehéz volt erős harci erőt kialakítani a csúcskategóriás alkalmazási területeken.

1978 és 1981 között volt, amikor Tairov és Cvetkov a Lely módszerére épített magkristályok bevezetésével és gondosan megtervezve a hőmérsékleti gradienseket az anyagszállítás szabályozására. Ez az innovatív lépés, amelyet ma továbbfejlesztett Lely-módszerként vagy mag-asszisztált szublimációs (PVT) módszerként ismerünk, új hajnalt hozott a SiC-kristályok növekedésében, jelentősen javítva a SiC-kristályok minőség- és méretszabályozását, és szilárd alapot teremtett a SiC-kristályok növekedéséhez. a SiC széles körű alkalmazása különböző területeken.

Melyek a SiC egykristályok növekedésének alapvető elemei? 

A SiC por minősége döntő szerepet játszik a SiC egykristályok növekedési folyamatában. Használatakorβ-SiC porSiC egykristályok növesztéséhez fázisátmenet α-SiC-vé történhet. Ez az átmenet befolyásolja a Si/C mólarányt a gőzfázisban, hasonlóan egy kényes kémiai kiegyensúlyozó művelethez; Ha egyszer megszakad, a kristálynövekedést hátrányosan befolyásolhatja, hasonlóan az alapozás instabilitásához, amely egy egész épület megdőléséhez vezet.

Főleg a SiC-porból származnak, szoros lineáris kapcsolat közöttük. Más szóval, minél nagyobb a por tisztasága, annál jobb az egykristály minősége. Ezért a nagy tisztaságú SiC-por előállítása a kulcsa a kiváló minőségű SiC egykristályok előállításának. Ez megköveteli, hogy a porszintézis folyamata során szigorúan ellenőrizzük a szennyezőanyag-tartalmat, biztosítva, hogy minden "alapanyag-molekula" megfeleljen a magas követelményeknek, hogy a legjobb alapot biztosítsa a kristálynövekedéshez.

Milyen módszerei vannak a szintetizálásnaknagy tisztaságú SiC por? 

Jelenleg három fő megközelítés létezik a nagy tisztaságú SiC por szintetizálására: gőzfázisú, folyadékfázisú és szilárd fázisú módszerek.

Okosan szabályozza a gázforrás szennyezőanyag-tartalmát, beleértve a CVD-t (Chemical Vapor Deposition) és a plazmamódszert is. A CVD a magas hőmérsékletű reakciók "varázslatát" használja fel, hogy ultrafinom, nagy tisztaságú SiC port kapjon. Például (CH3)2SiCl2-t nyersanyagként használva nagy tisztaságú, alacsony oxigéntartalmú nano-szilícium-karbid port sikeresen előállítanak egy "kemencében" 1100-1400 ℃ közötti hőmérsékleten, hasonlóan ahhoz, mint a gyönyörű műalkotások aprólékos faragásához. a mikroszkopikus világ. A plazmamódszerek viszont a nagy energiájú elektronütközések erejére támaszkodnak a SiC-por nagy tisztaságú szintézisének eléréséhez. Mikrohullámú plazma felhasználásával a tetrametil-szilánt (TMS) reakciógázként használják nagy tisztaságú SiC por szintetizálására nagy energiájú elektronok „hatása” alatt. Bár a gőzfázisú módszer nagy tisztaságot érhet el, magas költsége és lassú szintézise miatt egy magasan képzett mesteremberhez hasonlít, aki sokat tölt és lassan dolgozik, ami megnehezíti a nagyüzemi gyártás igényeinek kielégítését.

A szol-gél módszer kiemelkedik a folyadékfázisú módszerből, amely nagy tisztaságú szintetizálásra képesSiC por. Ipari szilícium szol és vízben oldódó fenolgyanta alapanyagként történő felhasználásával magas hőmérsékleten karbotermikus redukciós reakciót hajtanak végre, hogy végül SiC port kapjanak. A folyadékfázisú módszer azonban szembesül a magas költséggel és a bonyolult szintézisfolyamattal is, hasonlóan a tövisekkel teli úthoz, amely bár el tudja érni a célt, tele van kihívásokkal.

Ezekkel a módszerekkel a kutatók továbbra is arra törekszenek, hogy javítsák a szilícium-karbid-por tisztaságát és hozamát, magasabb szintre mozdítva elő a szilícium-karbid egykristályok növesztési technológiáját.

Semicorex ajánlatokHnagy tisztaságú SiC porfélvezető folyamatokhoz. Ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk.

Telefonszám: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com