Siliciumcarbide (SiC) speelt als halfgeleidermateriaal met een brede bandgap een steeds belangrijkere rol in de toepassing van moderne wetenschap en technologie. Siliciumcarbide heeft een uitstekende thermische stabiliteit, een hoge elektrische veldtolerantie, een intentionele geleidbaarheid en andere uitstekende fysische en optische eigenschappen, en wordt veel gebruikt in opto-elektronische apparaten en zonne-energie-installaties. Door de toenemende vraag naar efficiëntere en stabielere elektronische apparaten is het beheersen van de groeitechnologie van siliciumcarbide een hot topic geworden.
Hoeveel weet u over het SiC-groeiproces?
Vandaag bespreken we drie hoofdtechnieken voor de groei van siliciumcarbidekristallen: fysisch damptransport (PVT), vloeistoffase-epitaxie (LPE) en chemische dampdepositie bij hoge temperatuur (HT-CVD).
Fysische dampoverdrachtsmethode (PVT)
Fysische dampoverdracht is een van de meest gebruikte groeiprocessen voor siliciumcarbide. De groei van monokristallijn siliciumcarbide is voornamelijk afhankelijk van sublimatie van siliciumpoeder en herafzetting op het entkristal onder hoge temperaturen. In een gesloten grafietkroes wordt het siliciumcarbidepoeder verhit tot hoge temperatuur. Door de temperatuurgradiënt te regelen, condenseert de siliciumcarbidedamp op het oppervlak van het entkristal en groeit geleidelijk een groot monokristal.
Het overgrote deel van het monokristallijne SiC dat we momenteel leveren, wordt op deze manier geproduceerd. Het is ook de gangbare manier in de industrie.
Vloeistoffase-epitaxie (LPE)
Kristallen van siliciumcarbide worden bereid door middel van vloeibare-fase-epitaxie via een kristalgroeiproces op het grensvlak tussen vaste stof en vloeistof. Bij deze methode wordt het siliciumcarbidepoeder opgelost in een silicium-koolstofoplossing bij hoge temperatuur, waarna de temperatuur wordt verlaagd zodat het siliciumcarbide uit de oplossing neerslaat en op de entkristallen groeit. Het belangrijkste voordeel van de LPE-methode is de mogelijkheid om kristallen van hoge kwaliteit te verkrijgen bij een lagere groeitemperatuur, de relatief lage kosten en de geschiktheid voor grootschalige productie.
Hoge temperatuur chemische dampdepositie (HT-CVD)
Door het silicium- en koolstofhoudende gas bij hoge temperatuur in de reactiekamer te brengen, wordt de monokristallijne laag siliciumcarbide door middel van een chemische reactie direct op het oppervlak van het kiemkristal afgezet. Het voordeel van deze methode is dat de stroomsnelheid en de reactieomstandigheden van het gas nauwkeurig kunnen worden geregeld, waardoor siliciumcarbidekristallen met een hoge zuiverheid en weinig defecten worden verkregen. Het HT-CVD-proces kan siliciumcarbidekristallen met uitstekende eigenschappen produceren, wat met name waardevol is voor toepassingen waar extreem hoogwaardige materialen vereist zijn.
Het groeiproces van siliciumcarbide vormt de hoeksteen van de toepassing en ontwikkeling ervan. Door voortdurende technologische innovatie en optimalisatie spelen deze drie groeimethoden hun respectievelijke rol om te voldoen aan de behoeften van verschillende toepassingen, waardoor de belangrijke positie van siliciumcarbide wordt gewaarborgd. Met de verdieping van onderzoek en technologische vooruitgang zal het groeiproces van siliciumcarbidematerialen verder worden geoptimaliseerd en zullen de prestaties van elektronische apparaten verder worden verbeterd.
(censuur)
Plaatsingstijd: 23 juni 2024