Τι είναι ο πορώδης γραφίτης υψηλής καθαρότητας;

Τα τελευταία χρόνια, οι απαιτήσεις απόδοσης για ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, τον όγκο, την αποτελεσματικότητα κλπ. Έχουν γίνει όλο και πιο υψηλότερη. Το SIC έχει μεγαλύτερη ζώνη, υψηλότερη αντοχή πεδίου διάσπασης, υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα, υψηλότερη κινητικότητα των κορεσμένων ηλεκτρονίων και υψηλότερη χημική σταθερότητα, η οποία αντιστοιχεί στις ελλείψεις παραδοσιακών υλικών ημιαγωγών. Το πώς να καλλιεργήσετε τους κρυστάλλους SIC αποτελεσματικά και σε μεγάλη κλίμακα ήταν πάντα ένα δύσκολο πρόβλημα και η εισαγωγή υψηλής καθαρότηταςπορώδης γραφίτηςΤα τελευταία χρόνια έχει βελτιώσει αποτελεσματικά την ποιότητα τουSIC μονή κρυστάλλινη ανάπτυξη.

Τυπικές φυσικές ιδιότητες του πορώδους γραφίτη Vetek Semiconductor:

Υψηλής καθαρότητας πορώδες γραφίτη για SIC ενιαία ανάπτυξη κρυστάλλων με μέθοδο PVT

Ⅰ. Μέθοδος PVT

Η μέθοδος PVT είναι η κύρια διαδικασία για την καλλιέργεια SIC μεμονωμένων κρυστάλλων. Η βασική διαδικασία της ανάπτυξης των κρυστάλλων SIC χωρίζεται σε αποσύνθεση εξάχνωσης των πρώτων υλών σε υψηλή θερμοκρασία, μεταφορά ουσιών αερίων κάτω από τη δράση της κλίσης της θερμοκρασίας και την αύξηση των ουσιών της αέρια φάσης του αερίου στο κρύσταλλο σπόρου. Με βάση αυτό, το εσωτερικό του χωνευτηρίου χωρίζεται σε τρία μέρη: περιοχή πρώτων υλών, κοιλότητα ανάπτυξης και κρυστάλλους σπόρων. Στην περιοχή πρώτης ύλης, η θερμότητα μεταφέρεται με τη μορφή θερμικής ακτινοβολίας και αγωγιμότητας θερμότητας. Αφού θερμαίνεται, οι πρώτες ύλες του SIC αποσυντίθενται κυρίως από τις ακόλουθες αντιδράσεις:

Καιc (s) = si (g) + c (s)

2SIC (s) = si (g) + sic₂(σολ)

2SIC (s) = c (s) + si₂C (G)

Στην περιοχή πρώτης ύλης, η θερμοκρασία μειώνεται από την περιοχή του τοιχώματος του χωνευτηρίου στην επιφάνεια της πρώτης ύλης, δηλαδή τη θερμοκρασία άκρων πρώτης ύλης> Εσωτερική θερμοκρασία πρώτης ύλης> θερμοκρασία επιφάνειας πρώτης ύλης, με αποτέλεσμα την αξονική και ακτινική θερμοκρασία, το μέγεθος της οποίας θα έχει μεγαλύτερη επίδραση στην ανάπτυξη των κρυστάλλων. Κάτω από τη δράση της παραπάνω βαθμίδας θερμοκρασίας, η πρώτη ύλη θα αρχίσει να γράφει κοντά στο τοίχωμα του Crucible, με αποτέλεσμα αλλαγές στη ροή του υλικού και το πορώδες. Στον θάλαμο ανάπτυξης, οι αέριες ουσίες που παράγονται στην περιοχή των πρώτων υλών μεταφέρονται στη θέση του κρυσταλλικού σπόρου που οδηγείται από την ισορροπική κλίση της θερμοκρασίας. Όταν η επιφάνεια του γραφίτη Crucible δεν καλύπτεται με ειδική επίστρωση, οι αέρια ουσίες θα αντιδράσουν με την επιφάνεια του χωνευτηρίου, διαβάζοντας το Crucible γραφίτη ενώ αλλάζει τον λόγο C/Si στο θάλαμο ανάπτυξης. Η θερμότητα σε αυτήν την περιοχή μεταφέρεται κυρίως με τη μορφή θερμικής ακτινοβολίας. Στη θέση του κρυσταλλικού σπόρου, οι αέριο ουσίες Si, Si2C, SiC2, κλπ. Στον θάλαμο ανάπτυξης βρίσκονται σε υπερκορεσμένη κατάσταση λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας στον κρύσταλλο σπόρου και η εναπόθεση και η ανάπτυξη εμφανίζονται στην κρυστάλλινη επιφάνεια του σπόρου. Οι κύριες αντιδράσεις έχουν ως εξής:

Και₂C (g) + sic₂(ζ) = 3SIC (ες)

Και (g) + sic₂(ζ) = 2SIC (ες)

Σενάρια εφαρμογής τουΥψηλής καθαρότητας πορώδες γραφίτη σε μονή κρυστάλλινη ανάπτυξηΟι φούρνοι σε περιβάλλοντα κενού ή αδρανούς αερίου μέχρι 2650 ° C:

Σύμφωνα με την έρευνα της βιβλιογραφίας, ο πορώδης γραφίτης υψηλής καθαρότητας είναι πολύ χρήσιμος στην ανάπτυξη του SIC Single Crystal. Συγκρίναμε το περιβάλλον ανάπτυξης του Sic Single Crystal με και χωρίςΥψηλής καθαρότητας πορώδες γραφίτη.

Μεταβολή της θερμοκρασίας κατά μήκος της κεντρικής γραμμής του Crucible για δύο δομές με και χωρίς πορώδες γραφίτη

Στην περιοχή πρώτων υλών, οι διαφορές θερμοκρασίας πάνω και κάτω των δύο δομών είναι 64,0 και 48,0 ℃ αντίστοιχα. Η διαφορά θερμοκρασίας επάνω και κάτω του πορώδους γραφίτη υψηλής καθαρότητας είναι σχετικά μικρή και η αξονική θερμοκρασία είναι πιο ομοιόμορφη. Συνοπτικά, ο πορώδης γραφίτης υψηλής καθαρότητας παίζει πρώτα ένα ρόλο μόνωσης θερμότητας, η οποία αυξάνει τη συνολική θερμοκρασία των πρώτων υλών και μειώνει τη θερμοκρασία στον θάλαμο ανάπτυξης, γεγονός που ευνοεί την πλήρη εξάχνωση και την αποσύνθεση των πρώτων υλών. Ταυτόχρονα, οι αξονικές και ακτινικές διαφορές θερμοκρασίας στην περιοχή πρώτων υλών μειώνονται και η ομοιομορφία της εσωτερικής κατανομής θερμοκρασίας ενισχύεται. Βοηθά τους κρυστάλλους SIC να αναπτυχθούν γρήγορα και ομοιόμορφα.

Εκτός από το φαινόμενο θερμοκρασίας, ο πορώδης γραφίτης υψηλής καθαρότητας θα αλλάξει επίσης τον ρυθμό ροής αερίου στο SIC Single Crystal Furnace. Αυτό αντανακλάται κυρίως στο γεγονός ότι ο πορώδης γραφίτης υψηλής καθαρότητας θα επιβραδύνει τον ρυθμό ροής του υλικού στην άκρη, σταθεροποιώντας έτσι τον ρυθμό ροής αερίου κατά την ανάπτυξη των μεμονωμένων κρυστάλλων SIC.

Ⅱ. Ο ρόλος του πορώδους γραφίτη υψηλής καθαρότητας στο SIC Single Crystal Growth Furnace

Στο SIC μονό κρυστάλλινο κλίβανο με πορώδες γραφίτη υψηλής καθαρότητας, η μεταφορά υλικών περιορίζεται από πορώδη γραφίτη υψηλής καθαρότητας, η διεπαφή είναι πολύ ομοιόμορφη και δεν υπάρχει στρέβλωση ακμής στη διεπαφή ανάπτυξης. Ωστόσο, η ανάπτυξη των κρυστάλλων SIC στον φούρνο ανάπτυξης SIC με μονό κρύσταλλο με πορώδες γραφίτη υψηλής καθαρότητας είναι σχετικά αργός. Επομένως, για τη διασύνδεση κρυστάλλου, η εισαγωγή πορώδους γραφίτη υψηλής καθαρότητας καταστέλλει αποτελεσματικά τον υψηλό ρυθμό ροής του υλικού που προκαλείται από τη γραφιτισμό των άκρων, καθιστώντας έτσι το κρύσταλλο SIC να αναπτύσσεται ομοιόμορφα.

Η διασύνδεση μεταβάλλεται με την πάροδο του χρόνου κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του SIC μεμονωμένο κρυστάλλινο με και χωρίς πορώδες γραφίτη υψηλής καθαρότητας

Επομένως, ο πορώδης γραφίτης υψηλής καθαρότητας είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για τη βελτίωση του περιβάλλοντος ανάπτυξης των κρυστάλλων SIC και τη βελτιστοποίηση της ποιότητας των κρυστάλλων.

Η πλάκα πορώδους γραφίτη είναι μια τυπική μορφή χρήσης πορώδους γραφίτη

Σχηματικό διάγραμμα του παρασκευασμού μονού κρυστάλλου SIC χρησιμοποιώντας πορώδη πλάκα γραφίτη και τη μέθοδο PVT τουCVDΟύτωακατέργαστος υλικόαπό την κατανόηση του ημιαγωγού

Το πλεονέκτημα της Vetek Semiconductor βρίσκεται στην ισχυρή τεχνική ομάδα και την εξαιρετική ομάδα εξυπηρέτησης. Σύμφωνα με τις ανάγκες σας, μπορούμε να προσαρμόσουμε κατάλληλαhισοτιμίαπορώδες γραφικόeΠροϊόντα για να σας βοηθήσουν να σημειώσετε μεγάλη πρόοδο και πλεονεκτήματα στη βιομηχανία SIC Single Crystal Growth.