Silicijev karbid (SiC), kao vrsta poluprovodničkog materijala sa širokim energetskim procjepom, igra sve važniju ulogu u primjeni moderne nauke i tehnologije. Silicijev karbid ima odličnu termičku stabilnost, visoku toleranciju električnog polja, namjernu provodljivost i druga odlična fizička i optička svojstva, te se široko koristi u optoelektronskim uređajima i solarnim uređajima. Zbog rastuće potražnje za efikasnijim i stabilnijim elektronskim uređajima, savladavanje tehnologije rasta silicijevog karbida postalo je vruća tačka.
Koliko znate o procesu rasta SiC-a?
Danas ćemo razmotriti tri glavne tehnike za rast monokristala silicijum karbida: fizički transport pare (PVT), epitaksija tečne faze (LPE) i hemijsko taloženje pare na visokim temperaturama (HT-CVD).
Metoda fizičkog prijenosa pare (PVT)
Metoda fizičkog prenosa pare jedan je od najčešće korištenih procesa rasta silicijum karbida. Rast monokristala silicijum karbida uglavnom zavisi od sublimacije silic praha i ponovnog taloženja na kristalnu sjemenu pod uslovima visoke temperature. U zatvorenom grafitnom lončiću, prah silicijum karbida se zagrijava na visoku temperaturu, kontrolom temperaturnog gradijenta, para silicijum karbida kondenzuje na površini kristalne sjeme i postepeno raste veliki monokristal.
Velika većina monokristalnog SiC-a koji trenutno isporučujemo proizvodi se ovim načinom rasta. To je ujedno i glavni način u industriji.
Epitaksija tečne faze (LPE)
Kristali silicijum karbida se pripremaju epitaksijom tečne faze kroz proces rasta kristala na granici čvrsto-tečno. U ovoj metodi, prah silicijum karbida se rastvara u rastvoru silicijum-ugljik na visokoj temperaturi, a zatim se temperatura snižava tako da se silicijum karbid istaloži iz rastvora i raste na kristalima sjemena. Glavna prednost LPE metode je mogućnost dobijanja visokokvalitetnih kristala na nižoj temperaturi rasta, troškovi su relativno niski i pogodna je za proizvodnju velikih razmjera.
Hemijsko taloženje iz parne faze na visokim temperaturama (HT-CVD)
Uvođenjem plina koji sadrži silicij i ugljik u reakcijsku komoru na visokoj temperaturi, sloj monokristala silicij karbida se taloži direktno na površinu kristalne sjemenke putem hemijske reakcije. Prednost ove metode je u tome što se brzina protoka i reakcijski uvjeti plina mogu precizno kontrolirati, kako bi se dobio kristal silicij karbida visoke čistoće i malo defekata. HT-CVD proces može proizvesti kristale silicij karbida s odličnim svojstvima, što je posebno vrijedno za primjene gdje su potrebni izuzetno visokokvalitetni materijali.
Proces rasta silicijum 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 silicijum karbida. S produbljivanjem istraživanja i tehnološkog napretka, proces rasta silicijum karbidnih materijala će se nastaviti optimizirati, a performanse elektronskih uređaja će se dodatno poboljšati.
(cenzura)
Vrijeme objave: 23. juni 2024.