Co to jest grafit porowaty o wysokiej czystości? - Vetek

W ostatnich latach wymagania eksploatacyjne dla urządzeń energoelektronicznych pod względem zużycia energii, objętości, wydajności itp. stają się coraz wyższe. SiC ma większe pasmo wzbronione, wyższe natężenie pola przebicia, wyższą przewodność cieplną, wyższą ruchliwość elektronów w stanie nasyconym i wyższą stabilność chemiczną, co rekompensuje wady tradycyjnych materiałów półprzewodnikowych. Jak wydajnie i na dużą skalę hodować kryształy SiC, zawsze było trudnym problemem, a wprowadzenie wysokiej czystościporowaty grafitw ostatnich latach skutecznie poprawił jakośćWzrost monokryształów SiC.

Typowe właściwości fizyczne porowatego grafitu VeTek Semiconductor:

Porowaty grafit o wysokiej czystości do hodowli monokryształów SiC metodą PVT

Ⅰ. Metoda PVT

Metoda PVT jest głównym procesem hodowli monokryształów SiC. Podstawowy proces wzrostu kryształów SiC dzieli się na sublimacyjny rozkład surowców w wysokiej temperaturze, transport substancji w fazie gazowej pod wpływem gradientu temperatury oraz wzrost rekrystalizacyjny substancji w fazie gazowej w krysztale zaszczepiającym. Na tej podstawie wnętrze tygla dzieli się na trzy części: obszar surowca, komorę wzrostu i kryształ zaszczepiający. W obszarze surowców ciepło przekazywane jest w postaci promieniowania cieplnego i przewodzenia ciepła. Po podgrzaniu surowce SiC rozkładają się głównie w wyniku następujących reakcji:

IC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(G)

2SiC(s) = C(s) + I₂C(g)

W obszarze surowca temperatura spada od sąsiedztwa ścianki tygla do powierzchni surowca, to znaczy temperatura krawędzi surowca > temperatura wewnętrzna surowca > temperatura powierzchni surowca, co skutkuje osiowymi i promieniowymi gradientami temperatury, których rozmiar będzie miał większy wpływ na wzrost kryształów. Pod wpływem powyższego gradientu temperatury surowiec zacznie grafitować w pobliżu ścianek tygla, powodując zmiany w przepływie materiału i porowatości. W komorze wzrostu substancje gazowe powstające w obszarze surowców są transportowane do pozycji kryształów zaszczepiających pod wpływem osiowego gradientu temperatury. Jeżeli powierzchnia tygla grafitowego nie zostanie pokryta specjalną powłoką, substancje gazowe będą reagować z powierzchnią tygla, powodując korozję tygla grafitowego, zmieniając jednocześnie stosunek C/Si w komorze wzrostu. Ciepło w tym obszarze przekazywane jest głównie w postaci promieniowania cieplnego. W pozycji kryształu zaszczepiającego substancje gazowe Si, Si2C, SiC2 itp. w komorze wzrostu są w stanie przesyconym z powodu niskiej temperatury w krysztale zaszczepiającym, a na powierzchni kryształu zaszczepiającego następuje osadzanie i wzrost. Główne reakcje są następujące:

I₂C (g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

I (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Scenariusze zastosowaniaporowaty grafit o wysokiej czystości w monokrysztale SiCpiece w środowisku próżniowym lub gazu obojętnego do 2650°C:

Według badań literaturowych, porowaty grafit o wysokiej czystości jest bardzo pomocny we wzroście monokryształu SiC. Porównaliśmy środowisko wzrostu monokryształu SiC z i bezgrafit porowaty o wysokiej czystości.

Zmiana temperatury wzdłuż linii środkowej tygla dla dwóch struktur z grafitem porowatym i bez niego

W obszarze surowców różnice temperatur górnej i dolnej obu konstrukcji wynoszą odpowiednio 64,0 i 48,0 ℃. Górna i dolna różnica temperatur porowatego grafitu o wysokiej czystości jest stosunkowo niewielka, a temperatura osiowa jest bardziej jednolita. Podsumowując, grafit porowaty o wysokiej czystości pełni przede wszystkim rolę izolacji cieplnej, co zwiększa ogólną temperaturę surowców i obniża temperaturę w komorze wzrostu, co sprzyja pełnej sublimacji i rozkładowi surowców. Jednocześnie zmniejszają się osiowe i promieniowe różnice temperatur w obszarze surowca i poprawia się równomierność wewnętrznego rozkładu temperatury. Pomaga kryształom SiC rosnąć szybko i równomiernie.

Oprócz wpływu temperatury, porowaty grafit o wysokiej czystości zmieni również natężenie przepływu gazu w piecu monokrystalicznym SiC. Znajduje to odzwierciedlenie głównie w fakcie, że porowaty grafit o wysokiej czystości spowalnia natężenie przepływu materiału na krawędzi, stabilizując w ten sposób natężenie przepływu gazu podczas wzrostu monokryształów SiC.

Ⅱ. Rola wysokiej czystości porowatego grafitu w piecu do wzrostu monokrystalicznego SIC

W monokryształowym piecu wzrostowym SIC z porowatym grafitem o wysokiej czystości transport materiałów jest ograniczony przez porowaty grafit o wysokiej czystości, granica międzyfazowa jest bardzo jednorodna i nie ma wypaczeń krawędzi na granicy faz wzrostu. Jednakże wzrost kryształów SiC w piecu wzrostowym monokryształów SIC z porowatym grafitem o wysokiej czystości jest stosunkowo powolny. Dlatego w przypadku interfejsu kryształu wprowadzenie porowatego grafitu o wysokiej czystości skutecznie tłumi duże natężenie przepływu materiału spowodowane grafityzacją krawędzi, powodując w ten sposób równomierny wzrost kryształu SiC.

Interfejs zmienia się w czasie podczas wzrostu monokryształów SiC z porowatym grafitem o wysokiej czystości i bez niego

Dlatego porowaty grafit o wysokiej czystości jest skutecznym sposobem na poprawę środowiska wzrostu kryształów SiC i optymalizację jakości kryształów.

Porowata płyta grafitowa jest typową formą zastosowania porowatego grafitu

Schematyczny diagram wytwarzania monokryształów SiC przy użyciu porowatej płyty grafitowej i metody PVTCVDICsurowy tworzywofirmy VeTek Semiconductor

Zaletą VeTek Semiconductor jest silny zespół techniczny i doskonały zespół serwisowy. W zależności od potrzeb możemy dostosować odpowiedniehwysoka czystośćporowaty grafiteprodukty, które pomogą Ci osiągnąć ogromny postęp i zyskać przewagę w branży hodowli monokryształów SiC.