Szén alapú termikus téranyagok alkalmazása szilícium-karbid kristálynövekedésben

Ⅰ. Bevezetés a SiC anyagokba:

1. Az anyagtulajdonságok áttekintése:

Aharmadik generációs félvezetőösszetett félvezetőnek nevezzük, és sávszélessége körülbelül 3,2EV, amely a szilícium-alapú félvezető anyagok sávszélességének háromszorosa (1,12EV szilícium-alapú félvezető anyagokhoz), tehát széles sávú félvezetőnek is nevezik. A szilícium-alapú félvezető eszközök fizikai határértékekkel rendelkeznek, amelyeket nehéz áttörni bizonyos magas hőmérsékleten, nagynyomású és magas frekvenciájú alkalmazási forgatókönyvekben. Az eszköz szerkezetének beállítása már nem felel meg az igényeknek, és a SIC és a harmadik generációs félvezető anyagok ésGaNmegjelentek.

2. SIC eszközök alkalmazása:

Speciális teljesítménye alapján a SiC eszközök fokozatosan váltják fel a szilícium alapúakat a magas hőmérséklet, nagy nyomás és nagy frekvencia területén, és fontos szerepet töltenek be az 5G kommunikációban, a mikrohullámú radarban, a repülésben, az új energetikai járművekben, a vasúti szállításban, az intelligens technológiában. rácsok és egyéb mezők.

3. Elkészítés módja:

(1)Fizikai gőzszállítás (PVT): A növekedési hőmérséklet körülbelül 2100 ~ 2400 ℃. Az előnyök az érett technológia, az alacsony gyártási költségek, valamint a kristályminőség és a hozam folyamatos fejlesztése. A hátrányok az, hogy nehéz az anyagok folyamatos ellátása, és nehéz ellenőrizni a gázfázis -alkatrészek arányát. Jelenleg nehéz P-típusú kristályokat beszerezni.

(2)Fejmagoldat módszer (TSSG): A növekedési hőmérséklet körülbelül 2200 ℃. Az előnyök az alacsony növekedési hőmérséklet, alacsony stressz, kevés diszlokációs hiba, P-típusú adalékolás, 3Ckristálynövekedés, és könnyen bővíthető az átmérő. A fémzárvány hibái azonban továbbra is fennállnak, és a Si/C forrás folyamatos ellátása gyenge.

(3)Magas hőmérsékletű kémiai gőzlerakódás (HTCVD): A növekedési hőmérséklet körülbelül 1600-1900 ℃. Az előnyök a folyamatos nyersanyagellátás, a Si/C arány pontos szabályozása, a nagy tisztaság és a kényelmes adalékolás. Hátránya a gáznemű nyersanyagok magas költsége, a termikus mező kipufogógázainak mérnöki kezelésének nehézségei, a nagy hibák és az alacsony műszaki érettség.

Ⅱ- Funkcionális osztályozáshőmezőanyagokat

1. Szigetelő rendszer:

Funkció: Készítse fel a szükséges hőmérsékleti gradienstkristálynövekedés

Követelmények: Hővezető képesség, elektromos vezetőképesség, a magas hőmérsékletű szigetelő anyagrendszerek tisztasága 2000 felett ℃

2. Olvasztótégelyrendszer:

Funkció: 

① fűtési alkatrészek; 

② Növekedési tartály

Követelmények: Ellenállás, hővezető képesség, hőtágulási együttható, tisztaság

3. Tac bevonatalkatrészek:

Funkció: gátolja az alap grafit korrózióját Si által, és gátolja a C zárványokat

Követelmények: Bevonat sűrűsége, bevonat vastagsága, tisztaság

4. Porózus grafitalkatrészek:

Funkció: 

① Szűrő szénrészecskék; 

② kiegészítse a szénforrást

Követelmények: Transzmittancia, hővezető képesség, tisztaság

Ⅲ. Hőmező rendszer megoldás

Szigetelő rendszer:

A szén/szén kompozit szigetelés belső hengere nagy felületi sűrűséggel, korrózióállósággal és jó hőhatás -ellenállással rendelkezik. Csökkentheti a szilícium korrózióját, amelyet kiszivárognak a tégelyből az oldalsó szigetelő anyagba, ezáltal biztosítva a hőkezelés stabilitását.

Funkcionális összetevők:

(1)Tantalum karbid bevontalkatrészek

(2)Porózus grafitalkatrészek

(3)Szén/szén kompozithőmező összetevői