Синтез порошка карбида кремния высокой чистоты

Как SiC добился своего признания в области полупроводников? 

В первую очередь это связано с его исключительно широкой запрещенной зоной в диапазоне от 2,3 до 3,3 эВ, что делает его идеальным материалом для изготовления высокочастотных и мощных электронных устройств. Эту функцию можно сравнить с построением широкой магистрали для электронных сигналов, обеспечивающей плавное прохождение высокочастотных сигналов и закладывающей прочную основу для более эффективной и быстрой обработки и передачи данных.

Его широкая запрещенная зона, составляющая от 2,3 до 3,3 эВ, является ключевым фактором, делающим его идеальным для высокочастотных и мощных электронных устройств. Это как если бы для электронных сигналов была проложена обширная магистраль, позволяющая им беспрепятственно перемещаться, тем самым создавая прочную основу для повышения эффективности и скорости обработки и передачи данных.

Его высокая теплопроводность, которая может достигать 3,6–4,8 Вт·см⁻¹·K⁻¹. Это означает, что он может быстро рассеивать тепло, действуя как эффективный охлаждающий «двигатель» для электронных устройств. Следовательно, SiC исключительно хорошо работает в требовательных электронных устройствах, требующих устойчивости к радиации и коррозии. Независимо от того, сталкиваетесь ли вы с проблемой радиации космических лучей при освоении космоса или с коррозионной эрозией в суровых промышленных условиях, SiC может работать стабильно и оставаться стойким.

Его высокая подвижность насыщения носителей в диапазоне от 1,9 до 2,6 × 10⁷ см·с⁻¹. Эта функция еще больше расширяет потенциал ее применения в области полупроводников, эффективно повышая производительность электронных устройств, обеспечивая быстрое и эффективное движение электронов внутри устройств, обеспечивая тем самым надежную поддержку для достижения более мощных функциональных возможностей.

Как развивалась история разработки кристаллического материала SiC (карбида кремния)? 

Оглядываться назад на развитие кристаллических материалов SiC — все равно, что перелистывать страницы книги научно-технического прогресса. Еще в 1892 году Ачесон изобрел метод синтезапорошок карбида кремнияиз кремнезема и углерода, что положило начало изучению материалов SiC. Однако чистота и размер полученных в то время материалов SiC были ограничены, как младенец в пеленах, хотя и обладал бесконечным потенциалом, но все же нуждался в постоянном росте и совершенствовании.

Это произошло в 1955 году, когда компания Lely успешно вырастила относительно чистые кристаллы SiC с помощью технологии сублимации, что стало важной вехой в истории SiC. Однако пластинчатые материалы SiC, полученные этим методом, были небольшими по размеру и имели большие различия в характеристиках, подобно группе неровных солдат, которым было трудно сформировать сильную боевую силу в высокотехнологичных областях применения.

Это было между 1978 и 1981 годами, когда Таиров и Цветков использовали метод Лели, вводя затравочные кристаллы и тщательно рассчитывая температурные градиенты для контроля переноса материала. Этот инновационный шаг, теперь известный как улучшенный метод Лели или метод затравочной сублимации (PVT), открыл новую эру роста кристаллов SiC, значительно улучшив контроль качества и размера кристаллов SiC и заложив прочную основу для широкое применение SiC в различных областях.

Каковы основные элементы при выращивании монокристаллов SiC? 

Качество порошка SiC играет решающую роль в процессе роста монокристаллов SiC. При использованииПорошок β-SiCдля выращивания монокристаллов SiC может произойти фазовый переход в α-SiC. Этот переход влияет на молярное соотношение Si/C в паровой фазе, подобно тонкому химическому балансированию; если его нарушить, это может отрицательно сказаться на росте кристаллов, подобно нестабильности фундамента, приводящей к наклону всего здания.

В основном они происходят из порошка SiC, причем между ними существует тесная линейная связь. Другими словами, чем выше чистота порошка, тем лучше качество монокристалла. Поэтому получение порошка SiC высокой чистоты становится ключом к синтезу высококачественных монокристаллов SiC. Это требует от нас строгого контроля содержания примесей в процессе синтеза порошка, гарантируя, что каждая «молекула сырья» соответствует высоким стандартам и обеспечивает лучшую основу для роста кристаллов.

Какие существуют способы синтезапорошок карбида кремния высокой чистоты? 

В настоящее время существует три основных подхода к синтезу порошка SiC высокой чистоты: парофазный, жидкофазный и твердофазный методы.

Он умело контролирует содержание примесей в источнике газа, включая методы CVD (химическое осаждение из паровой фазы) и плазменные методы. CVD использует «волшебство» высокотемпературных реакций для получения ультратонкого порошка SiC высокой чистоты. Например, используя (CH₃)₂SiCl₂ в качестве сырья, порошок нанокарбида кремния высокой чистоты с низким содержанием кислорода успешно готовится в «печи» при температуре от 1100 до 1400 ℃, что очень похоже на тщательное создание изысканных произведений искусства в микроскопический мир. С другой стороны, плазменные методы полагаются на силу столкновений электронов высоких энергий для достижения синтеза порошка SiC высокой чистоты. С помощью микроволновой плазмы тетраметилсилан (ТМС) используется в качестве реакционного газа для синтеза порошка SiC высокой чистоты под «воздействием» электронов высокой энергии. Хотя метод паровой фазы позволяет достичь высокой чистоты, его высокая стоимость и низкая скорость синтеза делают его похожим на высококвалифицированного мастера, который много загружает и работает медленно, что затрудняет удовлетворение потребностей крупномасштабного производства.

Золь-гель метод выделяется среди жидкофазного метода, способного синтезировать высокочистыепорошок карбида кремния. Используя в качестве сырья промышленный золь кремния и водорастворимую фенольную смолу, при высоких температурах проводится карботермическая реакция восстановления с получением в конечном итоге порошка SiC. Однако метод жидкой фазы также сталкивается с проблемами высокой стоимости и сложного процесса синтеза, очень похожего на тернистый путь, который, хотя и может достичь цели, полон проблем.

С помощью этих методов исследователи продолжают стремиться улучшить чистоту и выход порошка SiC, продвигая технологию выращивания монокристаллов карбида кремния на более высокий уровень.

Семикорекс предлагаетHпорошок SiC высокой чистотыдля полупроводниковых процессов. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Контактный телефон +86-13567891907.

Электронная почта: sales@semicorex.com