Синтез порошку карбіду кремнію високої чистоти

Як SiC досягає своєї видатності в галузі напівпровідників? 

В першу чергу це пов’язано з його винятковими широкозонними характеристиками в діапазоні від 2,3 до 3,3 еВ, що робить його ідеальним матеріалом для виготовлення високочастотних, потужних електронних пристроїв. Цю функцію можна порівняти з будівництвом широкої магістралі для електронних сигналів, що забезпечує плавне проходження високочастотних сигналів і закладає міцну основу для більш ефективної та швидкої обробки та передачі даних.

Його широка заборонена зона в діапазоні від 2,3 до 3,3 еВ є ключовим фактором, що робить його ідеальним для високочастотних, потужних електронних пристроїв. Виглядає так, ніби для електронних сигналів проклали величезну магістраль, що дозволяє їм безперешкодно переміщатися, таким чином створюючи надійну основу для підвищення ефективності та швидкості обробки та передачі даних.

Його висока теплопровідність, яка може досягати від 3,6 до 4,8 Вт·см⁻¹·K⁻¹. Це означає, що він може швидко розсіювати тепло, діючи як ефективний охолоджуючий «двигун» для електронних пристроїв. Отже, SiC надзвичайно добре працює у складних електронних пристроях, які потребують стійкості до радіації та корозії. Незалежно від того, чи стикаєтеся з проблемою космічного випромінювання під час дослідження космосу чи маєте справу з корозійною ерозією в суворих промислових умовах, SiC може працювати стабільно та залишатися непохитним.

Його висока рухливість насичення носіїв, коливається від 1,9 до 2,6 × 10⁷ см·с⁻¹. Ця функція ще більше розширює потенціал застосування в області напівпровідників, ефективно підвищуючи продуктивність електронних пристроїв, забезпечуючи швидкий і ефективний рух електронів у пристроях, таким чином забезпечуючи надійну підтримку для досягнення більш потужних функцій.

Як розвивалася історія розробки кристалічного матеріалу SiC (карбіду кремнію)? 

Озираючись на розвиток кристалічних матеріалів SiC, це все одно, що гортати сторінки книги науково-технічного прогресу. Ще в 1892 році Ачесон винайшов метод синтезуSiC порошокз кремнезему та вуглецю, таким чином розпочавши вивчення матеріалів SiC. Однак чистота та розмір SiC-матеріалів, отриманих у той час, були обмеженими, подібно до того, як немовля в пеленах, хоч і володіло нескінченним потенціалом, все ще потребувало постійного зростання та вдосконалення.

У 1955 році компанія Lely успішно виростила відносно чисті кристали SiC за допомогою технології сублімації, що стало важливою віхою в історії SiC. Однак пластинчасті матеріали SiC, отримані за допомогою цього методу, були невеликими за розміром і мали значні варіації продуктивності, подібно до групи нерівних солдатів, яким було важко сформувати потужну бойову силу в сферах високого рівня застосування.

Це було між 1978 і 1981 роками, коли Таїров і Цвєтков побудували метод Лелі, ввівши затравкові кристали та ретельно розробивши градієнти температури для контролю транспортування матеріалу. Цей інноваційний крок, який тепер відомий як вдосконалений метод Lely або метод сублімації з використанням затравки (PVT), приніс новий світанок для вирощування кристалів SiC, значно покращивши контроль якості та розміру кристалів SiC і заклавши міцну основу для широке застосування SiC в різних областях.

Які основні елементи росту монокристалів SiC? 

Якість порошку SiC відіграє вирішальну роль у процесі росту монокристалів SiC. При використанніПорошок β-SiCдля вирощування монокристалів SiC можливий фазовий перехід в α-SiC. Цей перехід впливає на молярне співвідношення Si/C у паровій фазі, подібно до тонкого хімічного балансування; після того, як він буде порушений, ріст кристала може негативно вплинути, подібно до нестабільності фундаменту, що призводить до нахилу всієї будівлі.

Вони в основному походять із порошку SiC, між якими існує тісна лінійна залежність. Іншими словами, чим вища чистота порошку, тим краща якість монокристала. Таким чином, приготування порошку SiC високої чистоти стає ключем до синтезу високоякісних монокристалів SiC. Це вимагає від нас суворого контролю вмісту домішок під час процесу синтезу порошку, гарантуючи, що кожна «молекула сировини» відповідає високим стандартам, щоб забезпечити найкращу основу для росту кристалів.

Які є методи синтезупорошок SiC високої чистоти? 

В даний час існує три основних підходи до синтезу порошку SiC високої чистоти: парофазний, рідкофазний і твердофазний методи.

Він розумно контролює вміст домішок у джерелі газу, включаючи CVD (хімічне осадження з парової фази) і плазмові методи. CVD використовує «магію» високотемпературних реакцій для отримання ультратонкого порошку SiC високої чистоти. Наприклад, використовуючи (CH₃)₂SiCl₂ як сировину, високочистий порошок нанокарбіду кремнію з низьким вмістом кисню успішно готується в «печі» при температурах від 1100 до 1400 ℃, подібно до ретельного ліплення вишуканих творів мистецтва в мікроскопічний світ. З іншого боку, плазмові методи покладаються на потужність зіткнень електронів з високою енергією для досягнення високочистого синтезу порошку SiC. Використовуючи мікрохвильову плазму, тетраметилсилан (ТМС) використовується як реакційний газ для синтезу порошку SiC високої чистоти під «ударом» електронів високої енергії. Хоча метод парової фази може досягти високої чистоти, його висока вартість і повільна швидкість синтезу роблять його схожим на висококваліфікованого майстра, який заряджає багато і працює повільно, що ускладнює задоволення вимог великомасштабного виробництва.

У рідкофазному методі виділяється золь-гель метод, здатний синтезувати високочистіSiC порошок. Використовуючи промисловий золь кремнію та водорозчинну фенольну смолу як сировину, реакцію карботермічного відновлення проводять при високих температурах, щоб остаточно отримати порошок SiC. Однак рідкофазний метод також стикається з проблемами високої вартості та складного процесу синтезу, схожого на тернисту дорогу, яка, хоча й може досягти мети, сповнена викликів.

За допомогою цих методів дослідники продовжують прагнути покращити чистоту та вихід порошку SiC, просуваючи технологію вирощування монокристалів карбіду кремнію на вищий рівень.

Пропозиції SemicorexHпорошок SiC високої чистотидля напівпровідникових процесів. Якщо у вас є запитання або вам потрібна додаткова інформація, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з нами.

Контактний телефон +86-13567891907

Електронна адреса: sales@semicorex.com