Mikä on erittäin puhdasta huokoista grafiittia? - Vetek

Viime vuosina tehoelektroniikkalaitteiden suorituskykyvaatimukset energiankulutuksen, volyymin, tehokkuuden jne. suhteen ovat nousseet yhä korkeammiksi. SiC:llä on suurempi kaistaväli, suurempi läpilyöntikentän voimakkuus, korkeampi lämmönjohtavuus, suurempi kyllästyneiden elektronien liikkuvuus ja korkeampi kemiallinen stabiilisuus, mikä korvaa perinteisten puolijohdemateriaalien puutteet. SiC-kiteiden kasvattaminen tehokkaasti ja suuressa mittakaavassa on aina ollut vaikea ongelma, ja korkean puhtauden käyttöön ottaminenhuokoinen grafiittiviime vuosina on tehokkaasti parantanut laatuaJaCyksikiteiden kasvu.

VeTek Semiconductor -huokoisen grafiitin tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet:

Erittäin puhdasta huokoista grafiittia piikarbidin yksikiteiden kasvattamiseen PVT-menetelmällä

Ⅰ. PVT-menetelmä

PVT-menetelmä on pääprosessi piikarbidin yksittäiskiteiden kasvattamiseen. SiC-kiteiden kasvun perusprosessi jakautuu raaka-aineiden sublimaatiohajoamiseen korkeassa lämpötilassa, kaasufaasiaineiden kuljetukseen lämpötilagradientin vaikutuksesta ja kaasufaasiaineiden uudelleenkiteytyskasvuun siemenkiteessä. Tämän perusteella upokkaan sisäpuoli on jaettu kolmeen osaan: raaka-ainealue, kasvuontelo ja siemenkide. Raaka-ainealueella lämpö siirtyy lämpösäteilyn ja lämmönjohtavuuden muodossa. Kuumentamisen jälkeen piikarbidiraaka-aineet hajoavat pääasiassa seuraavissa reaktioissa:

JaC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(g)

2SiC(s) = C(s) + Ja₂C(g)

Raaka-ainealueella lämpötila laskee upokkaan seinämän läheisyydestä raaka-aineen pintaan, eli raaka-aineen reunan lämpötila > raaka-aineen sisälämpötila > raaka-aineen pintalämpötila, jolloin syntyy aksiaalisia ja radiaalisia lämpötilagradientteja, jonka koolla on suurempi vaikutus kiteen kasvuun. Yllä olevan lämpötilagradientin vaikutuksesta raaka-aine alkaa grafitoitua lähellä upokkaan seinämää, mikä johtaa muutoksiin materiaalivirtauksessa ja huokoisuudessa. Kasvukammiossa raaka-ainealueella syntyneet kaasumaiset aineet kuljetetaan siemenkideasentoon aksiaalisen lämpötilagradientin ohjaamana. Kun grafiittiupokkaan pintaa ei ole peitetty erityisellä pinnoitteella, kaasumaiset aineet reagoivat upokkaan pinnan kanssa syövyttäen grafiittiupokkaan samalla muuttaen C/Si-suhdetta kasvukammiossa. Tällä alueella lämpö siirtyy pääasiassa lämpösäteilyn muodossa. Siemenkideasemassa kasvukammiossa olevat kaasumaiset aineet Si, Si2C, SiC2 jne. ovat siemenkiteen alhaisen lämpötilan vuoksi ylikyllästyneessä tilassa ja siemenkiteen pinnalla tapahtuu kerrostumista ja kasvua. Tärkeimmät reaktiot ovat seuraavat:

Ja₂C (g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

Ja (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Sovellusskenaarioterittäin puhdasta huokoista grafiittia yksikiteisessä piikarbidissauunit tyhjiö- tai inertissä kaasuympäristössä 2650 °C asti:

Kirjallisuustutkimuksen mukaan erittäin puhdas huokoinen grafiitti on erittäin hyödyllinen piikarbidin yksikiteiden kasvussa. Vertailimme SiC-yksikiteiden kasvuympäristöä sen kanssa ja ilmanerittäin puhdasta huokoista grafiittia.

Lämpötilan vaihtelu upokkaan keskiviivaa pitkin kahdelle rakenteelle, joissa on ja ei ole huokoista grafiittia

Raaka-ainealueella näiden kahden rakenteen ylä- ja alalämpötilaerot ovat 64,0 ja 48,0 ℃. Erittäin puhtaan huokoisen grafiitin ylä- ja alalämpötilaero on suhteellisen pieni ja aksiaalinen lämpötila on tasaisempi. Yhteenvetona voidaan todeta, että erittäin puhtaalla huokoisella grafiitilla on ensin lämmöneristyksen rooli, mikä nostaa raaka-aineiden kokonaislämpötilaa ja alentaa lämpötilaa kasvukammiossa, mikä edistää raaka-aineiden täydellistä sublimaatiota ja hajoamista. Samalla aksiaaliset ja radiaaliset lämpötilaerot raaka-ainealueella vähenevät ja sisäisen lämpötilajakauman tasaisuus paranee. Se auttaa piikarbidikiteitä kasvamaan nopeasti ja tasaisesti.

Lämpötilavaikutuksen lisäksi erittäin puhdas huokoinen grafiitti muuttaa myös kaasun virtausnopeutta SiC-yksikideuunissa. Tämä näkyy pääasiassa siinä, että erittäin puhdas huokoinen grafiitti hidastaa materiaalin virtausnopeutta reunassa ja stabiloi siten kaasun virtausnopeutta piikarbidin yksittäiskiteiden kasvun aikana.

Ⅱ. Erittäin puhtaan huokoisen grafiitin rooli SIC-yksikidekasvatusuunissa

SIC-yksikidekasvatusuunissa, jossa on erittäin puhdasta huokoista grafiittia, materiaalien kulkua rajoittaa erittäin puhdas huokoinen grafiitti, rajapinta on erittäin tasainen, eikä kasvurajapinnassa ole reunan vääntymistä. Piikarbidikiteiden kasvu SIC-yksikidekasvatusuunissa erittäin puhtaalla huokoisella grafiitilla on kuitenkin suhteellisen hidasta. Siksi kiderajapinnassa erittäin puhtaan huokoisen grafiitin lisääminen vaimentaa tehokkaasti reunojen grafitoinnin aiheuttamaa suurta materiaalivirtausta, mikä saa piikarbidikiteen kasvamaan tasaisesti.

Rajapinta muuttuu ajan myötä SiC-yksikiteiden kasvun aikana erittäin puhtaan huokoisen grafiitin kanssa ja ilman sitä

Jaksi erittäin puhdas huokoinen grafiitti on tehokas keino parantaa piikarbidikiteiden kasvuympäristöä ja optimoida kiteiden laatua.

Huokoinen grafiittilevy on tyypillinen huokoisen grafiitin käyttömuoto

Kaaviokuva SiC-yksikidevalmisteesta käyttämällä huokoista grafiittilevyä ja PVT-menetelmääCVDJaCraaka materiaaliaVeTek Semiconductorilta

VeTek Semiconductorin etuna on vahva tekninen tiimi ja erinomainen palvelutiimi. Räätälöimme tarpeidesi mukaan sopivatherittäin puhdastahuokoinen grafiittietuotteita, jotka auttavat sinua saavuttamaan suurta edistystä ja etuja piikarbidin yksikidekasvatusteollisuudessa.