أساليب تحضير بلورات سي سي واحدة: التركيز على طريقة بي في تي
وتشمل طرق التحضير الرئيسية لبلورات الكربيد السيليكون (SiC) الواحدة نقل البخار الفيزيائي (PVT) ، ونمو محلول بذور أعلى (TSSG) ،وترسب البخار الكيميائي في درجة حرارة عالية (HT-CVD).
من بينهاطريقة PVTهي الأكثر استخداما في الإنتاج الصناعي بسبب معداتها البسيطة، وسهولة التحكم، وتكلفة المعدات المنخفضة نسبيا، ونفقات التشغيل.
التقنيات الرئيسية في نمو الكريستالات SiC في PVT
مخطط مخطط لهيكل نمو PVT
وتشمل الاعتبارات الرئيسية لزراعة بلورات SiC باستخدام طريقة نقل البخار الفيزيائي (PVT):
نقاء مواد الجرافيت في الحقل الحراري
يجب أن يكون محتوى الشوائب في أجزاء الجرافيت أقل من5 × 10-6، ومحتوى الشوائب في شعير العزل يجب أن يكون أقل من10 × 10-6.
يجب أن تكون تركيزات البورون (B) والألومنيوم (Al) أقل من0. 1 × 10-6.
الاختيار الصحيح لقطبية بلور البذور
الـC (0001)وجه مناسب للنمو4H-SiCبلورات.
الـسي (0001)وجه مناسب للنمو6H-SiCبلورات.
استخدام بلورات البذور خارج المحور
تغير البذور خارج المحور تناظر النمو وتساعد على تقليل تكوين العيوب في البلور.
عملية ربط البذور الكريستالية الجيدة
يضمن الاستقرار الميكانيكي والتكافل خلال عملية النمو.
واجهة نمو مستقرة خلال العملية
الحفاظ على واجهة صلبة غاز مستقرة أمر حاسم لتشكيل البلورات عالية الجودة.
تكنولوجيات حاسمة لنمو بلورات SiC
تكنولوجيا المنشطات في مسحوق سي سي
تعاطي السيريوم (Ce)في مسحوق المصدر يعزز النمو المستقر لبلورات 4H-SiC أحادية المرحلة.
وتشمل الفوائد زيادة معدل النمو وتحسين التحكم في التوجه وتقليل الشوائب والعيوب وتحسين استقرار المرحلة الواحدة وجودة البلور.
كما أنه يساعد على قمع تآكل الجانب الخلفي ويحسن من البلورية الفردية.
التحكم في التدرج الحراري المحوري والشعاعي
التدرج الحراري المحوري يؤثر على استقرار النمط المتعدد وكفاءة النمو.
يمكن أن تؤدي التدرجات المنخفضة إلى أنواع متعددة غير مرغوب فيها وتقلص نقل المواد.
المنحدرات المحورية والشعاعية المناسبة تضمن النمو السريع وجودة البلور المستقرة.
التحكم في خلل الطائرة القاعدية (BPD)
تُسبّب الاضطرابات الجانبية الجانبية بجهد القطع الذي يتجاوز جهد القطع الحرج لـ SiC.
تتشكل هذه العيوب خلال مراحل النمو والتبريد بسبب تنشيط نظام الانزلاق.
تقليل الإجهاد الداخلي يقلل من تكوين الـ BPD.
تحكم نسبة تكوين المرحلة الغازية
أنسبة الكربون إلى السيليكون أعلىفي المرحلة الغازية يساعد على قمع تحويل النمط المتعدد.
إنه يقلل من التجميعات الخطوة الكبيرة ، ويحافظ على معلومات سطح النمو ، ويعزز استقرار النمط المتعدد.
- نعم
التحكم في النمو منخفض الضغط
يؤدي الإجهاد الداخلي إلى ثني الشبكة ، وتشقق البلورات ، وزيادة BPDs ، مما يؤثر سلبًا على البث والأداء في الجهاز.
وتشمل استراتيجيات الحد من الإجهاد الرئيسية:
اتجاهات التطوير في تكنولوجيا نمو بلورات سي سي
في المستقبل، سوف تنمو الكريستالات الواحدة عالية الجودة من سي سي في الاتجاهات التالية:
حجم أكبر من الوافرات
لقد زاد قطر رقاقة سيك من بضعة مليمترات6 بوصات، 8 بوصات، وحتى12 بوصة.
تحسن الألواح الكبيرة كفاءة الإنتاج وتخفض التكاليف وتلبي متطلبات الأجهزة ذات الطاقة العالية.
جودة أعلى
في حين أن جودة بلورات SiC قد تحسنت بشكل ملحوظ ، إلا أن العيوب مثل الأنابيب الصغيرة والانحرافات والشوائب لا تزال قائمة.
القضاء على هذه العيوب أمر بالغ الأهمية لضمان أداء الجهاز وموثوقيته.
تكلفة أقل
تكلفة كريستالات سي سي الكبيرة الحالية تحد من اعتمادها على نطاق واسع.
يمكن تحقيق تخفيضات في التكاليف من خلال تحسين العمليات، وتحسين الكفاءة، وأرخص المواد الخام.
الاستنتاج:
نمو بلورات سي سي واحدة عالية الجودة هو مجال رئيسي في أبحاث مواد أشباه الموصلات. مع التقدم التكنولوجي المستمر ، ستتطور تقنيات نمو بلورات سي سي بشكل أكبر.يضع أساساً صلباً لتطبيقه في درجات الحرارة العاليةالالكترونيات عالية التردد و عالية الطاقة
منتجاتنا:
