กราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมีรูพรุนคืออะไร? - เวเทค

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังในแง่ของการใช้พลังงาน ปริมาณ ประสิทธิภาพ ฯลฯ มีสูงขึ้นมากขึ้น SiC มีแถบความถี่ที่ใหญ่กว่า ความแรงของสนามการแยกส่วนที่สูงขึ้น ค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้น การเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนที่อิ่มตัวสูงขึ้น และความเสถียรทางเคมีที่สูงขึ้น ซึ่งชดเชยข้อบกพร่องของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิม วิธีปลูกผลึก SiC อย่างมีประสิทธิภาพและในวงกว้างมักเป็นปัญหาที่ยากมาโดยตลอด และการนำเอาความบริสุทธิ์สูงมาใช้กราไฟท์ที่มีรูพรุนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ปรับปรุงคุณภาพของการเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC.

คุณสมบัติทางกายภาพโดยทั่วไปของกราไฟท์ที่มีรูพรุนของ VeTek Semiconductor:

กราไฟท์ที่มีรูพรุนความบริสุทธิ์สูงสำหรับการเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC โดยวิธี PVT

Ⅰ. วิธีพีวีที

วิธี PVT เป็นกระบวนการหลักในการปลูกผลึกเดี่ยว SiC กระบวนการพื้นฐานของการเจริญเติบโตของผลึก SiC แบ่งออกเป็นการสลายตัวแบบระเหิดของวัตถุดิบที่อุณหภูมิสูง การขนส่งสารที่เป็นเฟสก๊าซภายใต้การกระทำของการไล่ระดับอุณหภูมิ และการเจริญเติบโตของการตกผลึกใหม่ของสารในเฟสก๊าซที่ผลึกเมล็ด ด้วยเหตุนี้ ภายในของเบ้าหลอมจึงแบ่งออกเป็นสามส่วน ได้แก่ พื้นที่วัตถุดิบ ช่องการเจริญเติบโต และผลึกเมล็ด ในพื้นที่วัตถุดิบ ความร้อนจะถูกถ่ายเทในรูปของการแผ่รังสีความร้อนและการนำความร้อน หลังจากถูกให้ความร้อน วัตถุดิบ SiC จะถูกสลายตัวเป็นส่วนใหญ่โดยปฏิกิริยาต่อไปนี้:

และC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = ศรี(g) + SiC₂(ช)

2SiC(s) = C(s) + และ₂ซี(ก.)

ในพื้นที่วัตถุดิบ อุณหภูมิจะลดลงจากบริเวณใกล้เคียงของผนังเบ้าหลอมถึงพื้นผิววัตถุดิบ นั่นคือ อุณหภูมิขอบวัตถุดิบ > อุณหภูมิภายในของวัตถุดิบ > อุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุดิบ ส่งผลให้เกิดการไล่ระดับอุณหภูมิตามแนวแกนและแนวรัศมี ขนาดซึ่งจะมีผลกระทบต่อการเติบโตของคริสตัลมากขึ้น ภายใต้การกระทำของการไล่ระดับอุณหภูมิข้างต้น วัตถุดิบจะเริ่มเกิดกราไฟต์ใกล้กับผนังเบ้าหลอม ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการไหลของวัสดุและความพรุน ในห้องการเจริญเติบโต สารที่เป็นก๊าซที่เกิดขึ้นในพื้นที่วัตถุดิบจะถูกส่งไปยังตำแหน่งผลึกของเมล็ดพืชซึ่งขับเคลื่อนโดยการไล่ระดับอุณหภูมิตามแนวแกน เมื่อพื้นผิวของเบ้าหลอมกราไฟท์ไม่ได้เคลือบด้วยการเคลือบพิเศษ สารที่เป็นก๊าซจะทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของเบ้าหลอมกราไฟท์ กัดกร่อนเบ้าหลอมกราไฟท์ในขณะที่เปลี่ยนอัตราส่วน C/Si ในห้องเจริญเติบโต ความร้อนในบริเวณนี้ส่วนใหญ่ถูกถ่ายโอนไปในรูปของรังสีความร้อน ที่ตำแหน่งผลึกเมล็ด สารที่เป็นก๊าซ Si, Si2C, SiC2 ฯลฯ ในห้องเจริญเติบโตจะอยู่ในสถานะอิ่มตัวมากเกินไปเนื่องจากอุณหภูมิต่ำที่ผลึกเมล็ด และการสะสมและการเจริญเติบโตเกิดขึ้นบนพื้นผิวผลึกเมล็ด ปฏิกิริยาหลักมีดังนี้:

และ₂C (ก) + SiC₂(ก) = 3SiC (s)

ศรี (g) + SiC₂(ก) = 2SiC (s)

สถานการณ์การใช้งานของกราไฟท์ที่มีรูพรุนความบริสุทธิ์สูงในการเติบโตของ SiC ผลึกเดี่ยวเตาเผาในสภาพแวดล้อมสุญญากาศหรือก๊าซเฉื่อยสูงถึง 2,650°C:

ตามการวิจัยวรรณกรรม กราไฟท์ที่มีรูพรุนสูงมีประโยชน์อย่างมากในการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC เราเปรียบเทียบสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC ที่มีและไม่มีกราไฟท์ที่มีรูพรุนมีความบริสุทธิ์สูง.

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามแนวกึ่งกลางของถ้วยใส่ตัวอย่างสำหรับโครงสร้าง 2 ชิ้นที่มีกราไฟท์ที่มีรูพรุนและไม่มีรูพรุน

ในพื้นที่วัตถุดิบ ความแตกต่างของอุณหภูมิด้านบนและด้านล่างของโครงสร้างทั้งสองคือ 64.0 และ 48.0 ℃ ตามลำดับ ความแตกต่างของอุณหภูมิด้านบนและด้านล่างของกราไฟท์ที่มีรูพรุนที่มีความบริสุทธิ์สูงนั้นค่อนข้างเล็ก และอุณหภูมิตามแนวแกนจะสม่ำเสมอมากขึ้น โดยสรุป กราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมีบทบาทเป็นฉนวนความร้อนเป็นอันดับแรก ซึ่งจะเพิ่มอุณหภูมิโดยรวมของวัตถุดิบ และลดอุณหภูมิในห้องการเจริญเติบโต ซึ่งเอื้อต่อการระเหิดและการสลายตัวของวัตถุดิบอย่างสมบูรณ์ ในเวลาเดียวกัน ความแตกต่างของอุณหภูมิตามแนวแกนและแนวรัศมีในพื้นที่วัตถุดิบจะลดลง และความสม่ำเสมอของการกระจายอุณหภูมิภายในจะเพิ่มขึ้น ช่วยให้ผลึก SiC เติบโตอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอ

นอกจากผลกระทบของอุณหภูมิแล้ว กราไฟท์ที่มีรูพรุนสูงยังจะเปลี่ยนอัตราการไหลของก๊าซในเตาผลึกเดี่ยว SiC อีกด้วย สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นเป็นส่วนใหญ่จากข้อเท็จจริงที่ว่ากราไฟท์ที่มีรูพรุนที่มีความบริสุทธิ์สูงจะทำให้อัตราการไหลของวัสดุที่ขอบช้าลง ดังนั้นจึงทำให้อัตราการไหลของก๊าซมีความเสถียรในระหว่างการเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC

Ⅱ. บทบาทของกราไฟท์ที่มีรูพรุนความบริสุทธิ์สูงในเตาเติบโตผลึกเดี่ยว SIC

ในเตาเติบโตผลึกเดี่ยว SIC ที่มีกราไฟท์ที่มีรูพรุนสูง การขนส่งวัสดุถูกจำกัดโดยกราไฟท์ที่มีรูพรุนที่มีความบริสุทธิ์สูง อินเทอร์เฟซมีความสม่ำเสมอมาก และไม่มีการบิดเบี้ยวของขอบที่อินเทอร์เฟซการเติบโต อย่างไรก็ตาม การเจริญเติบโตของผลึก SiC ในเตาเติบโตของผลึกเดี่ยว SIC ที่มีกราไฟท์ที่มีรูพรุนที่มีความบริสุทธิ์สูงนั้นค่อนข้างช้า ดังนั้น สำหรับอินเทอร์เฟซคริสตัล การใช้กราไฟท์ที่มีรูพรุนที่มีความบริสุทธิ์สูงจะยับยั้งอัตราการไหลของวัสดุที่สูงซึ่งเกิดจากการสร้างกราไฟท์ที่ขอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงทำให้คริสตัล SiC เติบโตอย่างสม่ำเสมอ

อินเทอร์เฟซเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาในระหว่างการเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC โดยมีและไม่มีกราไฟท์ที่มีรูพรุนสูงที่มีความบริสุทธิ์สูง

ดังนั้นกราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูงจึงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงสภาพแวดล้อมการเติบโตของผลึก SiC และปรับคุณภาพคริสตัลให้เหมาะสม

แผ่นกราไฟท์ที่มีรูพรุนเป็นรูปแบบการใช้งานทั่วไปของกราไฟท์ที่มีรูพรุน

แผนผังของการเตรียมผลึกเดี่ยว SiC โดยใช้แผ่นกราไฟท์ที่มีรูพรุนและวิธีการ PVTซีวีดีซิซีดิบ วัสดุจาก VeTek Semiconductor

ข้อได้เปรียบของ VeTek Semiconductor อยู่ที่ทีมงานด้านเทคนิคที่แข็งแกร่งและทีมงานบริการที่เป็นเลิศ ตามความต้องการของคุณ เราสามารถปรับแต่งให้เหมาะสมได้hมีความบริสุทธิ์สูงกราไฟท์ที่มีรูพรุนeผลิตภัณฑ์สำหรับคุณที่จะช่วยให้คุณก้าวหน้าและได้เปรียบในอุตสาหกรรมการเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC