Apakah itu grafit berliang ketulenan tinggi? - Vetek

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, keperluan prestasi untuk peranti elektronik kuasa dari segi penggunaan tenaga, volum, kecekapan, dll. telah menjadi semakin tinggi. SiC mempunyai jurang jalur yang lebih besar, kekuatan medan pecahan yang lebih tinggi, kekonduksian terma yang lebih tinggi, mobiliti elektron tepu yang lebih tinggi, dan kestabilan kimia yang lebih tinggi, yang menggantikan kekurangan bahan semikonduktor tradisional. Bagaimana untuk mengembangkan kristal SiC dengan cekap dan dalam skala besar sentiasa menjadi masalah yang sukar, dan pengenalan ketulenan tinggigrafit berliangdalam beberapa tahun kebelakangan ini telah meningkatkan kualiti secara berkesanPertumbuhan kristal tunggal SiC.

Danfat fizikal biasa grafit berliang Semikonduktor VeTek:

Grafit berliang ketulenan tinggi untuk pertumbuhan kristal tunggal SiC melalui kaedah PVT

Ⅰ. kaedah PVT

Kaedah PVT adalah proses utama untuk mengembangkan kristal tunggal SiC. Proses asas pertumbuhan kristal SiC dibahagikan kepada penguraian pemejalwapan bahan mentah pada suhu tinggi, pengangkutan bahan fasa gas di bawah tindakan kecerunan suhu, dan pertumbuhan penghabluran semula bahan fasa gas pada kristal benih. Berdasarkan ini, bahagian dalam pijar dibahagikan kepada tiga bahagian: kawasan bahan mentah, rongga pertumbuhan dan kristal benih. Di kawasan bahan mentah, haba dipindahkan dalam bentuk sinaran haba dan pengaliran haba. Selepas dipanaskan, bahan mentah SiC terutamanya terurai oleh tindak balas berikut:

DanC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(g)

2SiC(s) = C(s) + Dan₂C(g)

Di kawasan bahan mentah, suhu menurun dari sekitar dinding pijar ke permukaan bahan mentah, iaitu suhu tepi bahan mentah > suhu dalaman bahan mentah > suhu permukaan bahan mentah, mengakibatkan kecerunan suhu paksi dan jejarian, saiz yang akan memberi kesan yang lebih besar kepada pertumbuhan kristal. Di bawah tindakan kecerunan suhu di atas, bahan mentah akan mula bergrafit berhampiran dinding pijar, mengakibatkan perubahan dalam aliran bahan dan keliangan. Dalam ruang pertumbuhan, bahan-bahan gas yang dihasilkan dalam kawasan bahan mentah diangkut ke kedudukan kristal benih yang didorong oleh kecerunan suhu paksi. Apabila permukaan pijar grafit tidak ditutup dengan salutan khas, bahan gas akan bertindak balas dengan permukaan pijar, menghakis mangkuk grafit sambil menukar nisbah C/Si dalam ruang pertumbuhan. Haba di kawasan ini terutamanya dipindahkan dalam bentuk sinaran haba. Pada kedudukan hablur benih, bahan-bahan gas Si, Si2C, SiC2, dan lain-lain dalam ruang pertumbuhan berada dalam keadaan terlebih tepu disebabkan oleh suhu rendah pada hablur benih, dan pemendapan dan pertumbuhan berlaku pada permukaan hablur benih. Reaksi utama adalah seperti berikut:

Dan₂C (g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

Dan (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Senario aplikasi bagigrafit berliang ketulenan tinggi dalam pertumbuhan SiC kristal tunggalrelau dalam persekitaran vakum atau gas lengai sehingga 2650°C:

Menurut kajian literatur, grafit berliang ketulenan tinggi sangat membantu dalam pertumbuhan kristal tunggal SiC. Kami membandingkan persekitaran pertumbuhan kristal tunggal SiC dengan dan tanpagrafit berliang ketulenan tinggi.

Perubahan suhu di sepanjang garis tengah pijar untuk dua struktur dengan dan tanpa grafit berliang

Di kawasan bahan mentah, perbezaan suhu atas dan bawah kedua-dua struktur ialah 64.0 dan 48.0 ℃ masing-masing. Perbezaan suhu atas dan bawah grafit berliang ketulenan tinggi agak kecil, dan suhu paksi lebih seragam. Ringkasnya, grafit berliang ketulenan tinggi mula-mula memainkan peranan penebat haba, yang meningkatkan suhu keseluruhan bahan mentah dan mengurangkan suhu dalam ruang pertumbuhan, yang kondusif untuk pemejalwapan penuh dan penguraian bahan mentah. Pada masa yang sama, perbezaan suhu paksi dan jejarian di kawasan bahan mentah dikurangkan, dan keseragaman taburan suhu dalaman dipertingkatkan. Ia membantu kristal SiC tumbuh dengan cepat dan sekata.

Sebagai tambahan kepada kesan suhu, grafit berliang ketulenan tinggi juga akan mengubah kadar aliran gas dalam relau kristal tunggal SiC. Ini terutamanya dicerminkan dalam fakta bahawa grafit berliang ketulenan tinggi akan memperlahankan kadar aliran bahan di tepi, dengan itu menstabilkan kadar aliran gas semasa pertumbuhan kristal tunggal SiC.

Ⅱ. Peranan grafit berliang ketulenan tinggi dalam relau pertumbuhan kristal tunggal SIC

Dalam relau pertumbuhan kristal tunggal SIC dengan grafit berliang ketulenan tinggi, pengangkutan bahan dihadkan oleh grafit berliang ketulenan tinggi, antara muka adalah sangat seragam, dan tiada ledingan tepi pada antara muka pertumbuhan. Walau bagaimanapun, pertumbuhan kristal SiC dalam relau pertumbuhan kristal tunggal SIC dengan grafit berliang ketulenan tinggi adalah agak perlahan. Oleh itu, untuk antara muka kristal, pengenalan grafit berliang ketulenan tinggi secara berkesan menekan kadar aliran bahan tinggi yang disebabkan oleh grafit tepi, dengan itu menjadikan kristal SiC tumbuh secara seragam.

Antara muka berubah dari semasa ke semasa semasa pertumbuhan kristal tunggal SiC dengan dan tanpa grafit berliang ketulenan tinggi

Oleh itu, grafit berliang ketulenan tinggi adalah cara yang berkesan untuk meningkatkan persekitaran pertumbuhan kristal SiC dan mengoptimumkan kualiti kristal.

Plat grafit berliang adalah bentuk penggunaan tipikal grafit berliang

Gambarajah skematik penyediaan kristal tunggal SiC menggunakan plat grafit berliang dan kaedah PVT bagiCVDDanCmentah bahandaripada VeTek Semiconductor

Kelebihan VeTek Semiconductor terletak pada pasukan teknikalnya yang kukuh dan pasukan perkhidmatan yang cemerlang. Mengikut keperluan anda, kami boleh menyesuaikan yang sesuaihigh-kemurniangrafit berliangeproduk untuk anda untuk membantu anda membuat kemajuan dan kelebihan yang hebat dalam industri pertumbuhan kristal tunggal SiC.