Silicio karbidas (SiC), kaip tam tikra plataus diapazono puslaidininkinė medžiaga, atlieka vis svarbesnį vaidmenį taikant šiuolaikinį mokslą ir technologijas. Silicio karbidas turi puikų šiluminį stabilumą, aukštą elektrinio lauko toleranciją, tyčinį laidumą ir kitas puikias fizines bei optines savybes, plačiai naudojamas optoelektroniniuose ir saulės įrenginiuose. Dėl didėjančios efektyvesnių ir stabilesnių elektroninių prietaisų paklausos silicio karbido augimo technologijos įsisavinimas tapo karšta vieta.
Taigi, kiek jūs žinote apie SiC augimo procesą?
Šiandien aptarsime tris pagrindinius silicio karbido monokristalų augimo būdus: fizinį garų transportavimą (PVT), skystosios fazės epitaksiją (LPE) ir aukštos temperatūros cheminį nusodinimą garais (HT-CVD).
Fizinis garų perdavimo metodas (PVT)
Fizinis garų perdavimo metodas yra vienas iš dažniausiai naudojamų silicio karbido auginimo procesų. Vienkristalio silicio karbido augimas daugiausia priklauso nuo silicio miltelių sublimacijos ir pakartotinio nusodinimo ant sėklų kristalų aukštos temperatūros sąlygomis. Uždarame grafito tiglyje silicio karbido milteliai kaitinami iki aukštos temperatūros, kontroliuojant temperatūros gradientą, silicio karbido garai kondensuojasi ant sėklinio kristalo paviršiaus ir palaipsniui išauga didelio dydžio monokristalas.
Didžioji dauguma šiuo metu tiekiamo monokristalinio SiC yra pagaminti tokiu augimo būdu. Tai taip pat yra pagrindinis būdas pramonėje.
Skystosios fazės epitaksija (LPE)
Silicio karbido kristalai ruošiami skystosios fazės epitaksijos būdu, kristalų augimo procesu kieto ir skysčio sąsajoje. Taikant šį metodą, silicio karbido milteliai ištirpinami silicio-anglies tirpale aukštoje temperatūroje, o po to temperatūra sumažinama taip, kad silicio karbidas nusodintų iš tirpalo ir augtų ant sėklinių kristalų. Pagrindinis LPE metodo privalumas yra galimybė gauti aukštos kokybės kristalus esant žemesnei augimo temperatūrai, santykinai mažos sąnaudos ir tinkamas didelio masto gamybai.
Aukštos temperatūros cheminis nusodinimas garais (HT-CVD)
Įvedant dujas, kuriose yra silicio ir anglies, į reakcijos kamerą aukštoje temperatūroje, monokristalinis silicio karbido sluoksnis nusodinamas tiesiai ant sėklinio kristalo paviršiaus cheminės reakcijos metu. Šio metodo pranašumas yra tas, kad galima tiksliai kontroliuoti dujų srauto greitį ir reakcijos sąlygas, kad būtų gautas didelio grynumo ir nedaug defektų turintis silicio karbido kristalas. Taikant HT-CVD procesą galima pagaminti 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 kertinis akmuo. Dėl nuolatinių technologinių naujovių ir optimizavimo šie trys augimo metodai atlieka atitinkamą vaidmenį, kad patenkintų įvairių progų poreikius, užtikrinant svarbią silicio karbido poziciją. Gilėjant moksliniams tyrimams ir technologinei pažangai, silicio karbido medžiagų augimo procesas ir toliau bus optimizuojamas, o elektroninių prietaisų veikimas toliau tobulinamas.
(cenzūra)
Paskelbimo laikas: 2024-06-23