Yüksek saflıkta gözenekli grafit nedir? -Vetek

Son yıllarda güç elektroniği cihazlarının enerji tüketimi, hacim, verimlilik vb. açısından performans gereksinimleri giderek daha yüksek hale geldi. SiC daha büyük bir bant aralığına, daha yüksek kırılma alanı kuvvetine, daha yüksek termal iletkenliğe, daha yüksek doymuş elektron hareketliliğine ve daha yüksek kimyasal stabiliteye sahiptir ve bu da geleneksel yarı iletken malzemelerin eksikliklerini telafi eder. SiC kristallerinin verimli ve büyük ölçekte nasıl büyütüleceği her zaman zor bir problem olmuştur ve yüksek saflıkta kristallerin piyasaya sürülmesi her zaman zor bir problem olmuştur.gözenekli grafitson yıllarda kalitesini etkili bir şekilde artırdıVeCtek kristal büyümesi.

VeTek Yarı İletken gözenekli grafitin tipik fiziksel özellikleri:

PVT yöntemiyle SiC tek kristal büyümesi için yüksek saflıkta gözenekli grafit

Ⅰ. PVT yöntemi

PVT yöntemi, SiC tek kristallerini büyütmek için ana işlemdir. SiC kristal büyümesinin temel süreci, hammaddelerin yüksek sıcaklıkta süblimasyon ayrışmasına, gaz fazındaki maddelerin sıcaklık gradyanının etkisi altında taşınmasına ve tohum kristalinde gaz fazındaki maddelerin yeniden kristalleşme büyümesine bölünmüştür. Buna dayanarak potanın içi üç bölüme ayrılmıştır: hammadde alanı, büyüme boşluğu ve tohum kristali. Hammadde alanında ısı, termal radyasyon ve ısı iletimi şeklinde aktarılır. SiC ham maddeleri ısıtıldıktan sonra esas olarak aşağıdaki reaksiyonlarla ayrışır:

VeC(ler) = Si(g) + C(ler)

2SiC(ler) = Si(g) + SiC₂(G)

2SiC(ler) = C(ler) + Ve₂C(g)

Hammadde alanında, pota duvarı civarından hammadde yüzeyine doğru sıcaklık azalır, yani hammadde kenar sıcaklığı > hammadde iç sıcaklığı > hammadde yüzey sıcaklığı oluşur ve bunun sonucunda eksenel ve radyal sıcaklık gradyanları oluşur. boyutu kristal büyümesi üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olacaktır. Yukarıdaki sıcaklık gradyanının etkisi altında, ham madde pota duvarının yakınında grafitleşmeye başlayacak, bu da malzeme akışında ve gözenekliliğinde değişikliklere yol açacaktır. Büyüme odasında, ham madde alanında üretilen gaz halindeki maddeler, eksenel sıcaklık gradyanı tarafından tahrik edilen tohum kristal konumuna taşınır. Grafit potanın yüzeyi özel bir kaplamayla kaplanmadığında, gaz halindeki maddeler pota yüzeyiyle reaksiyona girecek, grafit potayı aşındıracak ve büyütme odasındaki C/Si oranını değiştirecektir. Bu bölgedeki ısı esas olarak termal radyasyon şeklinde aktarılır. Tohum kristali konumunda, büyüme odasındaki gaz halindeki Si, Si2C, SiC2 vb. maddeler, tohum kristalindeki düşük sıcaklık nedeniyle aşırı doymuş durumdadır ve tohum kristali yüzeyinde birikme ve büyüme meydana gelir. Ana reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:

Ve₂C(g) + SiC₂(g) = 3SiC(ler)

Ve (g) + SiC₂(g) = 2SiC (k)

Uygulama senaryolarıTek kristal SiC büyümesinde yüksek saflıkta gözenekli grafit2650°C'ye kadar vakum veya inert gaz ortamlarındaki fırınlar:

Literatür araştırmalarına göre yüksek saflıkta gözenekli grafit, SiC tek kristalinin büyümesinde çok faydalıdır. SiC tek kristalinin büyüme ortamını, ile ve olmadan karşılaştırdık.yüksek saflıkta gözenekli grafit.

Gözenekli grafitli ve gözeneksiz iki yapı için potanın merkez çizgisi boyunca sıcaklık değişimi

Hammadde alanında iki yapının üst ve alt sıcaklık farkları sırasıyla 64,0 ve 48,0 °C'dir. Yüksek saflıkta gözenekli grafitin üst ve alt sıcaklık farkı nispeten küçüktür ve eksenel sıcaklık daha düzgündür. Özetle, yüksek saflıkta gözenekli grafit öncelikle ham maddelerin genel sıcaklığını artıran ve büyüme odasındaki sıcaklığı azaltan, ham maddelerin tamamen süblimleşmesine ve ayrışmasına yardımcı olan ısı yalıtımında rol oynar. Aynı zamanda hammadde alanındaki eksenel ve radyal sıcaklık farklılıkları azaltılır ve iç sıcaklık dağılımının düzgünlüğü artırılır. SiC kristallerinin hızlı ve eşit şekilde büyümesine yardımcı olur.

Yüksek saflıkta gözenekli grafit, sıcaklık etkisine ek olarak SiC tek kristal fırınındaki gaz akış hızını da değiştirecektir. Bu esas olarak, yüksek saflıkta gözenekli grafitin kenardaki malzeme akış hızını yavaşlatacağı ve böylece SiC tek kristallerinin büyümesi sırasında gaz akış hızını dengeleyeceği gerçeğine yansır.

Ⅱ. SIC tek kristal büyütme fırınında yüksek saflıkta gözenekli grafitin rolü

Yüksek saflıkta gözenekli grafitli SIC tek kristal büyütme fırınında, malzemelerin taşınması yüksek saflıkta gözenekli grafit ile sınırlandırılır, arayüz çok düzgündür ve büyüme arayüzünde kenar bükülmesi yoktur. Bununla birlikte, yüksek saflıkta gözenekli grafit içeren SIC tek kristal büyütme fırınında SiC kristallerinin büyümesi nispeten yavaştır. Bu nedenle, kristal arayüzü için, yüksek saflıkta gözenekli grafitin eklenmesi, kenar grafitizasyonunun neden olduğu yüksek malzeme akış hızını etkili bir şekilde bastırır ve böylece SiC kristalinin eşit şekilde büyümesini sağlar.

Yüksek saflıkta gözenekli grafit içeren ve içermeyen SiC tek kristal büyümesi sırasında arayüzey zamanla değişir

Bu nedenle, yüksek saflıkta gözenekli grafit, SiC kristallerinin büyüme ortamını iyileştirmek ve kristal kalitesini optimize etmek için etkili bir araçtır.

Gözenekli grafit plaka, gözenekli grafitin tipik bir kullanım şeklidir

Gözenekli grafit plaka ve PVT yöntemi kullanılarak SiC tek kristal hazırlanmasının şematik diyagramıCVDVeCçiğ malzemeVeTek Semiconductor'dan

VeTek Semiconductor'ın avantajı güçlü teknik ekibi ve mükemmel servis ekibinde yatmaktadır. İhtiyaçlarınıza göre uygun şekilde uyarlayabilirizhyüksek saflıkgözenekli grafiteVeCtek kristal büyütme endüstrisinde büyük ilerleme ve avantajlar elde etmenize yardımcı olacak ürünler.