Piikarbidi (SiC) on laajakaistainen puolijohdemateriaali, jolla on yhä tärkeämpi rooli nykyaikaisen tieteen ja teknologian sovelluksissa. Piikarbidilla on erinomainen lämmönkestävyys, korkea sähkökentän sietokyky, tarkoituksellinen johtavuus ja muita erinomaisia fysikaalisia ja optisia ominaisuuksia, ja sitä käytetään laajalti optoelektronisissa laitteissa ja aurinkolaitteissa. Tehokkaampien ja vakaampien elektronisten laitteiden kysynnän kasvaessa piikarbidin kasvatusteknologian hallitsemisesta on tullut kuuma aihe.
Kuinka paljon tiedät piikarbidin kasvuprosessista?
Tänään käsittelemme kolmea päätekniikkaa piikarbidista valmistettujen yksittäiskiteiden kasvattamiseksi: fysikaalinen höyrykuljetus (PVT), nestefaasiepitaksia (LPE) ja korkean lämpötilan kemiallinen höyrypinnoitus (HT-CVD).
Fysikaalinen höyrynsiirtomenetelmä (PVT)
Fysikaalinen höyrynsiirtomenetelmä on yksi yleisimmin käytetyistä piikarbidin kasvatusprosesseista. Yksittäisen piikarbidikiteen kasvu perustuu pääasiassa jauheen sublimoimiseen ja uudelleenkerrostumiseen siemenkiteelle korkeissa lämpötiloissa. Suljetussa grafiittiupokkaassa piikarbidijauhe kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, ja lämpötilagradienttia säätelemällä piikarbidihöyry tiivistyy siemenkiteen pinnalle ja kasvattaa vähitellen suurikokoisen yksittäisen kiteen.
Suurin osa tällä hetkellä tarjoamastamme monokiteisestä piikarbidista valmistetaan tällä kasvatusmenetelmällä. Se on myös alan valtavirtamenetelmä.
Nestemäisen faasin epitaksi (LPE)
Piikarbidikiteet valmistetaan nestefaasiepitaksialla kiteenkasvatusprosessin avulla kiinteän aineen ja nesteen rajapinnassa. Tässä menetelmässä piikarbidijauhe liuotetaan pii-hiililiuokseen korkeassa lämpötilassa, ja sitten lämpötilaa lasketaan siten, että piikarbidi saostuu liuoksesta ja kasvaa siemenkiteiden päällä. LPE-menetelmän tärkein etu on kyky saada korkealaatuisia kiteitä alhaisemmassa kasvulämpötilassa, suhteellisen alhaiset kustannukset ja se soveltuu laajamittaiseen tuotantoon.
Korkean lämpötilan kemiallinen höyrypinnoitus (HT-CVD)
Kun piitä ja hiiltä sisältävää kaasua johdetaan reaktiokammioon korkeassa lämpötilassa, piikarbidin yksikidekerros kerrostuu suoraan siemenkiteen pinnalle kemiallisen reaktion kautta. Tämän menetelmän etuna on, että kaasun virtausnopeutta ja reaktio-olosuhteita voidaan säätää tarkasti, jolloin saadaan erittäin puhdas ja vähän virheitä sisältävä piikarbidikide. HT-CVD-prosessilla voidaan tuottaa piikarbidikiteitä, joilla on erinomaiset ominaisuudet, mikä on erityisen arvokasta sovelluksissa, joissa vaaditaan erittäin korkealaatuisia materiaaleja.
Piikarbidin kasvuprosessi on sen soveltamisen ja kehityksen kulmakivi. Jatkuvan teknologisen innovaation ja optimoinnin avulla nämä kolme kasvumenetelmää täyttävät omat roolinsa erilaisten tilanteiden tarpeiden täyttämiseksi varmistaen piikarbidin tärkeän aseman. Tutkimuksen ja teknologisen kehityksen syventyessä piikarbidimateriaalien kasvuprosessia optimoidaan edelleen ja elektronisten laitteiden suorituskykyä parannetaan entisestään.
(sensuuri)
Julkaisun aika: 23. kesäkuuta 2024