Ce este grafitul poros de înaltă puritate? - Vetek

În ultimii ani, cerințele de performanță pentru dispozitivele electronice de putere în ceea ce privește consumul de energie, volum, eficiență etc. au devenit din ce în ce mai mari. SiC are un bandgap mai mare, o intensitate mai mare a câmpului de defalcare, o conductivitate termică mai mare, o mobilitate mai mare a electronilor saturati și o stabilitate chimică mai mare, ceea ce compensează deficiențele materialelor semiconductoare tradiționale. Cum să crești cristale de SiC în mod eficient și pe scară largă a fost întotdeauna o problemă dificilă, iar introducerea de puritate ridicată.grafit porosîn ultimii ani a îmbunătățit efectiv calitateaCreșterea unui singur cristal de SiC.

Proprietăți fizice tipice ale grafitului poros VeTek Semiconductor:

Grafit poros de înaltă puritate pentru creșterea unui singur cristal de SiC prin metoda PVT

Ⅰ. metoda PVT

Metoda PVT este principalul proces de creștere a monocristalelor de SiC. Procesul de bază al creșterii cristalelor de SiC este împărțit în descompunerea prin sublimare a materiilor prime la temperatură ridicată, transportul substanțelor în fază gazoasă sub acțiunea gradientului de temperatură și creșterea recristalizării substanțelor în fază gazoasă la cristalul sămânță. Pe baza acestui fapt, interiorul creuzetului este împărțit în trei părți: zona de materie primă, cavitatea de creștere și cristalul sămânță. În zona materiei prime, căldura este transferată sub formă de radiație termică și conducție termică. După încălzire, materiile prime SiC se descompun în principal prin următoarele reacții:

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

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(g)

2SiC(s) = C(s) + Si₂C(g)

În zona materiei prime, temperatura scade de la vecinătatea peretelui creuzetului până la suprafața materiei prime, adică temperatura marginii materiei prime > temperatura internă a materiei prime > temperatura suprafeței materiei prime, rezultând gradienți de temperatură axial și radial, mărimea cărora va avea un impact mai mare asupra creșterii cristalelor. Sub acțiunea gradientului de temperatură de mai sus, materia primă va începe să se grafitească în apropierea peretelui creuzetului, ducând la modificări ale fluxului materialului și ale porozității. În camera de creștere, substanțele gazoase generate în zona materiei prime sunt transportate în poziția cristalului sămânță condus de gradientul de temperatură axial. Atunci când suprafața creuzetului de grafit nu este acoperită cu un strat special, substanțele gazoase vor reacționa cu suprafața creuzetului, corodând creuzetul de grafit în timp ce se schimbă raportul C/Si în camera de creștere. Căldura în această zonă este transferată în principal sub formă de radiație termică. La poziția cristalului de sămânță, substanțele gazoase Si, Si2C, SiC2 etc. din camera de creștere sunt în stare suprasaturată din cauza temperaturii scăzute la cristalul de sămânță, iar pe suprafața cristalului de sămânță au loc depunerea și creșterea. Principalele reacții sunt următoarele:

Si₂C (g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

Si (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Scenarii de aplicare agrafit poros de înaltă puritate în creștere a SiC monocristalcuptoare în vid sau medii cu gaz inert până la 2650°C:

Conform cercetărilor din literatură, grafitul poros de înaltă puritate este foarte util în creșterea monocristalului de SiC. Am comparat mediul de creștere al monocristalului SiC cu și fărăgrafit poros de înaltă puritate.

Variația temperaturii de-a lungul liniei centrale a creuzetului pentru două structuri cu și fără grafit poros

În zona materiilor prime, diferențele de temperatură de sus și de jos ale celor două structuri sunt de 64,0 și, respectiv, 48,0 ℃. Diferența de temperatură de sus și de jos a grafitului poros de înaltă puritate este relativ mică, iar temperatura axială este mai uniformă. În rezumat, grafitul poros de înaltă puritate joacă mai întâi un rol de izolare termică, care crește temperatura totală a materiilor prime și reduce temperatura din camera de creștere, ceea ce conduce la sublimarea și descompunerea completă a materiilor prime. În același timp, diferențele de temperatură axiale și radiale din zona materiilor prime sunt reduse, iar uniformitatea distribuției interne a temperaturii este îmbunătățită. Ajută cristalele de SiC să crească rapid și uniform.

Pe lângă efectul de temperatură, grafitul poros de înaltă puritate va modifica și debitul de gaz în cuptorul cu un singur cristal de SiC. Acest lucru se reflectă în principal în faptul că grafitul poros de înaltă puritate va încetini debitul de material la margine, stabilizând astfel debitul de gaz în timpul creșterii monocristalelor de SiC.

Ⅱ. Rolul grafitului poros de înaltă puritate în cuptorul de creștere cu un singur cristal SIC

În cuptorul de creștere cu un singur cristal SIC cu grafit poros de înaltă puritate, transportul materialelor este restricționat de grafit poros de înaltă puritate, interfața este foarte uniformă și nu există nicio deformare a marginilor la interfața de creștere. Cu toate acestea, creșterea cristalelor de SiC în cuptorul de creștere cu un singur cristal SIC cu grafit poros de înaltă puritate este relativ lentă. Prin urmare, pentru interfața cu cristale, introducerea grafitului poros de înaltă puritate suprimă eficient debitul ridicat de material cauzat de grafitizarea marginilor, făcând astfel cristalul de SiC să crească uniform.

Interfața se modifică în timp în timpul creșterii monocristalului de SiC cu și fără grafit poros de înaltă puritate

Prin urmare, grafitul poros de înaltă puritate este un mijloc eficient de a îmbunătăți mediul de creștere al cristalelor de SiC și de a optimiza calitatea cristalului.

Placa de grafit poroasă este o formă de utilizare tipică a grafitului poros

Diagrama schematică a preparării monocristalului de SiC folosind placă de grafit poroasă și metoda PVT deCVDSicbrut materialde la VeTek Semiconductor

Avantajul VeTek Semiconductor constă în echipa sa tehnică puternică și echipa de service excelentă. În funcție de nevoile dumneavoastră, vă putem personaliza potrivithde înaltă puritategrafit poroseproduse pentru dvs. pentru a vă ajuta să faceți progrese mari și avantaje în industria de creștere a monocristalului SiC.