Silicio karbidas (SiC), kaip plačiajuostės juostos puslaidininkinė medžiaga, vaidina vis svarbesnį vaidmenį šiuolaikinio mokslo ir technologijų taikyme. Silicio karbidas pasižymi puikiu terminiu stabilumu, didele elektrinio lauko tolerancija, tiksliniu laidumu ir kitomis puikiomis fizinėmis bei optinėmis savybėmis, todėl yra plačiai naudojamas optoelektroniniuose prietaisuose ir saulės energijos įrenginiuose. Dėl didėjančios efektyvesnių ir stabilesnių elektroninių prietaisų paklausos silicio karbido augimo technologijos įvaldymas tapo labai aktualiu.
Taigi, kiek žinote apie SiC augimo procesą?
Šiandien aptarsime tris pagrindinius silicio karbido monokristalų auginimo metodus: fizikinį garų pernašą (PVT), skystosios fazės epitaksiją (LPE) ir cheminį garų nusodinimą (HT-CVD).
Fizikinio garų perdavimo metodas (PVT)
Fizikinio garų perdavimo metodas yra vienas iš dažniausiai naudojamų silicio karbido auginimo procesų. Monokristalio silicio karbido augimas daugiausia priklauso nuo silicio karbido miltelių sublimacijos ir pakartotinio nusodinimo ant sėklinio kristalo aukštoje temperatūroje. Uždarame grafitiniame tiglyje silicio karbido milteliai kaitinami iki aukštos temperatūros, kontroliuojant temperatūros gradientą, silicio karbido garai kondensuojasi ant sėklinio kristalo paviršiaus ir palaipsniui augina didelio dydžio monokristalą.
Didžioji dauguma mūsų šiuo metu tiekiamo monokristalinio SiC yra gaminama tokiu būdu. Tai taip pat yra pagrindinis būdas pramonėje.
Skystosios fazės epitaksija (LPE)
Silicio karbido kristalai ruošiami skystosios fazės epitaksijos būdu, kristalų augimo procese kietosios ir skystosios fazės sąsajoje. Šiuo metodu silicio karbido milteliai ištirpinami silicio ir anglies tirpale aukštoje temperatūroje, o po to temperatūra sumažinama taip, kad silicio karbidas nusodinamas iš tirpalo ir auga ant užsėjimo kristalų. Pagrindinis LPE metodo privalumas yra galimybė gauti aukštos kokybės kristalus žemesnėje augimo temperatūroje, santykinai maža kaina ir tinkamas didelio masto gamybai.
Aukštos temperatūros cheminis garų nusodinimas (HT-CVD)
Įvedant į reakcijos kamerą aukštoje temperatūroje silicio ir anglies turinčias dujas, cheminės reakcijos būdu ant sėklinio kristalo paviršiaus nusodinamas monokristalinis silicio karbido sluoksnis. Šio metodo privalumas yra tas, kad galima tiksliai kontroliuoti dujų srauto greitį ir reakcijos sąlygas, kad būtų gautas labai grynas ir mažai defektų turintis silicio karbido kristalas. HT-CVD procesu galima gauti puikių savybių turinčius silicio karbido kristalus, o tai ypač vertinga tais atvejais, kai reikalingos itin aukštos kokybės medžiagos.
Silicio karbido augimo procesas yra jo taikymo ir plėtros pagrindas. Nuolat diegiant technologines inovacijas ir optimizuojant šiuos tris augimo metodus, jie atlieka atitinkamą vaidmenį, kad patenkintų įvairių progų poreikius, užtikrindami svarbią silicio karbido poziciją. Gilėjant moksliniams tyrimams ir technologinei pažangai, silicio karbido medžiagų augimo procesas bus ir toliau optimizuojamas, o elektroninių prietaisų veikimas bus dar labiau gerinamas.
(cenzūra)
Įrašo laikas: 2024 m. birželio 23 d.