Kísilkarbíð (SiC), sem eins konar breitt band bil hálfleiðara efni, gegnir sífellt mikilvægara hlutverki í beitingu nútíma vísinda og tækni. Kísilkarbíð hefur framúrskarandi hitastöðugleika, mikið rafsviðsþol, vísvitandi leiðni og aðra framúrskarandi eðlis- og sjónræna eiginleika og er mikið notað í sjóntækjabúnaði og sólartækjum. Vegna aukinnar eftirspurnar eftir skilvirkari og stöðugri rafeindabúnaði hefur það að ná góðum tökum á vaxtartækni kísilkarbíðs orðið heitur reitur.
Svo hversu mikið veistu um SiC vaxtarferli?
Í dag munum við ræða þrjár meginaðferðir til að vaxa einkristalla kísilkarbíð: eðlisfræðilega gufuflutninga (PVT), vökvafasa epitaxy (LPE) og háhitaefnagufuútfellingu (HT-CVD).
Physical Vapor Transfer Method (PVT)
Líkamleg gufuflutningsaðferð er einn af algengustu vöxtum kísilkarbíðs. Vöxtur einskristals kísilkarbíðs er aðallega háður sublimation á sic dufti og endurútfellingu á frækristalli við háhitaskilyrði. Í lokaðri grafítdeiglu er kísilkarbíðduftið hitað upp í háan hita, með því að stjórna hitastiginu, þéttist kísilkarbíðgufan á yfirborði frækristallsins og smám saman vex stórstærð einkristall.
Mikill meirihluti einkristallaða SiC sem við útvegum nú er framleiddur á þennan hátt til vaxtar. Það er líka almenna leiðin í greininni.
Liquid phase epitaxy (LPE)
Kísilkarbíðkristallar eru framleiddir með vökvafasa-epitaxi með kristalvaxtarferli við fast-vökva tengi. Í þessari aðferð er kísilkarbíðduftið leyst upp í kísilkolefnislausn við háan hita og síðan er hitastigið lækkað þannig að kísilkarbíðið fellur út úr lausninni og vex á frækristallunum. Helsti kosturinn við LPE aðferðina er hæfileikinn til að fá hágæða kristalla við lægra vaxtarhitastig, kostnaðurinn er tiltölulega lágur og hann er hentugur fyrir framleiðslu í stórum stíl.
Háhitaefnagufuútfelling (HT-CVD)
Með því að setja gasið sem inniheldur sílikon og kolefni inn í hvarfhólfið við háan hita er einkristallalagið af kísilkarbíði sett beint á yfirborð frækristallsins með efnahvörfum. Kosturinn við þessa aðferð er að hægt er að stjórna flæðishraða og hvarfskilyrðum gassins nákvæmlega til að fá kísilkarbíðkristall með miklum hreinleika og fáum göllum. HT-CVD ferlið getur framleitt kísilkarbíðkristalla með framúrskarandi eiginleika, sem er sérstaklega dýrmætt fyrir notkun þar sem krafist er mjög hágæða efna.
Vaxtarferli kísilkarbíðs er hornsteinn notkunar þess og þróunar. Með stöðugri tækninýjungum og hagræðingu gegna þessar þrjár vaxtaraðferðir sitt hlutverk til að mæta þörfum mismunandi tilvika og tryggja mikilvæga stöðu kísilkarbíðs. Með dýpkun rannsókna og tækniframfara mun vaxtarferli kísilkarbíðefna halda áfram að vera fínstillt og afköst rafeindatækja verða enn betri.
(ritskoðun)
Birtingartími: 23. júní 2024