Kõrge puhtusastmega ränikarbiidi pulbri sünteesimine

Kuidas saavutab ränikarbiidi oma silmapaistvuse pooljuhtide valdkonnas? 

Selle põhjuseks on eelkõige selle erakordselt lai ribalaius, mis jääb vahemikku 2,3–3,3 eV, mis teeb sellest ideaalse materjali kõrgsageduslike ja suure võimsusega elektroonikaseadmete tootmiseks. Seda funktsiooni võib võrrelda elektrooniliste signaalide laia maantee ehitamisega, mis tagab kõrgsageduslike signaalide sujuva läbipääsu ning loob tugeva aluse tõhusamale ja kiiremale andmetöötlusele ja edastamisele.

Selle lai ribalaius, mis jääb vahemikku 2,3–3,3 eV, on võtmetegur, mis muudab selle ideaalseks kõrgsageduslike ja suure võimsusega elektroonikaseadmete jaoks. Tundub, nagu oleks elektrooniliste signaalide jaoks sillutatud suur maantee, mis võimaldab neil takistusteta liikuda, luues seega tugeva aluse andmetöötluse ja -edastuse tõhususe ja kiiruse suurendamiseks.

Selle kõrge soojusjuhtivus, mis võib ulatuda 3,6–4,8 W·cm⁻¹·K⁻¹. See tähendab, et see suudab kiiresti soojust hajutada, toimides elektrooniliste seadmete tõhusa jahutusmootorina. Sellest tulenevalt toimib SiC erakordselt hästi nõudlikes elektroonikaseadmete rakendustes, mis nõuavad vastupidavust kiirgusele ja korrosioonile. Olenemata sellest, kas seisavad silmitsi kosmilise kiirguse väljakutsega kosmoseuuringutel või korrodeeriva erosiooniga karmides tööstuskeskkondades, suudab ränikarbiinid stabiilselt töötada ja jääda vankumatuks.

Selle kõrge kandja küllastusliikuvus, mis jääb vahemikku 1,9–2,6 × 10⁷ cm·s⁻¹. See funktsioon laiendab veelgi selle rakenduspotentsiaali pooljuhtide valdkonnas, parandades tõhusalt elektrooniliste seadmete jõudlust, tagades elektronide kiire ja tõhusa liikumise seadmetes, pakkudes seega tugevat tuge võimsamate funktsioonide saavutamiseks.

Kuidas on ränikarbiidi (SiC) kristallmaterjalide arendamise ajalugu arenenud? 

SiC kristallmaterjalide arengule tagasi vaatamine on nagu teaduse ja tehnika arengu raamatu lehekülgede pööramine. Juba 1892. aastal leiutas Acheson sünteesimeetodiSiC pulberränidioksiidist ja süsinikust, alustades seega SiC materjalide uurimist. Sel ajal saadud ränikarbiidi materjalide puhtus ja suurus olid aga piiratud, sarnaselt mähkimisriietega imikul, kuigi neil oli lõpmatu potentsiaal, kuid see vajas siiski pidevat kasvu ja täiustamist.

See oli aastal 1955, kui Lely kasvatas sublimatsioonitehnoloogia abil edukalt suhteliselt puhtaid ränikarbiidi kristalle, mis tähistas ränikarbiidi ajaloos olulist verstaposti. Selle meetodi abil saadud ränikarbiidi plaaditaolised materjalid olid aga väikese suurusega ja nende jõudluse kõikumised olid suured, sarnaselt ebaühtlaste sõdurite rühmaga, mistõttu oli raske moodustada tugevat võitlusjõudu tipptasemel rakendusvaldkondades.

Aastatel 1978–1981 kasutasid Tairov ja Tsvetkov Lely meetodit, võttes kasutusele seemnekristallid ja hoolikalt kavandades temperatuurigradiente, et kontrollida materjali transporti. See uuenduslik samm, mida nüüd tuntakse täiustatud Lely meetodi või seemnepõhise sublimatsiooni (PVT) meetodina, tõi ränikarbiidi kristallide kasvule uue koidu, parandades oluliselt ränikarbiidi kristallide kvaliteedi ja suuruse kontrolli ning pannes tugeva aluse SiC laialdane kasutamine erinevates valdkondades.

Millised on SiC monokristallide kasvu põhielemendid? 

SiC pulbri kvaliteet mängib ränidioksiidi monokristallide kasvuprotsessis üliolulist rolli. Kasutamiselβ-SiC pulberSiC monokristallide kasvatamiseks võib toimuda faasiüleminek α-SiC-ks. See üleminek mõjutab Si/C molaarsuhet aurufaasis, sarnaselt õrna keemilise tasakaalustamisega; kui see on häiritud, võib see kristallide kasvu negatiivselt mõjutada, sarnaselt vundamendi ebastabiilsusele, mis põhjustab kogu hoone kallutamist.

Need pärinevad peamiselt ränikarbiidi pulbrist, kusjuures nende vahel on tihe lineaarne seos. Teisisõnu, mida kõrgem on pulbri puhtusaste, seda parem on monokristalli kvaliteet. Seetõttu saab kõrge puhtusastmega SiC pulbri valmistamine kvaliteetsete SiC monokristallide sünteesimise võtmeks. See nõuab meilt pulbrisünteesiprotsessi ajal ranget lisandite sisalduse kontrollimist, tagades, et iga "tooraine molekul" vastab kõrgetele standarditele, et tagada kristallide kasvuks parim alus.

Millised on sünteesimeetodidkõrge puhtusastmega SiC pulber? 

Praegu on kõrge puhtusastmega SiC pulbri sünteesimiseks kolm peamist lähenemisviisi: aurufaasi, vedela faasi ja tahke faasi meetodid.

See kontrollib nutikalt lisandite sisaldust gaasiallikas, sealhulgas CVD (Chemical Vapor Deposition) ja plasmameetodid. CVD kasutab ülipeene ja kõrge puhtusastmega SiC pulbri saamiseks kõrgtemperatuuriliste reaktsioonide "maagiat". Näiteks kasutades toorainena (CH3)2SiCl2, valmistatakse kõrge puhtusastmega madala hapnikusisaldusega nanoränikarbiidi pulber edukalt "ahjus" temperatuurivahemikus 1100–1400 ℃, täpselt nagu peente kunstiteoste pedantne skulptuur. mikroskoopiline maailm. Plasmameetodid seevastu tuginevad suure energiaga elektronide kokkupõrgete võimsusele, et saavutada kõrge puhtusastmega SiC pulbri süntees. Mikrolaineplasma abil kasutatakse tetrametüülsilaani (TMS) reaktsioonigaasina kõrge puhtusastmega SiC pulbri sünteesimiseks suure energiaga elektronide "löögi" all. Kuigi aurufaasi meetod võib saavutada kõrge puhtuse, muudab selle kõrge hind ja aeglane sünteesikiirus selle sarnaseks kõrgelt kvalifitseeritud käsitöölisega, kes laeb palju ja töötab aeglaselt, mistõttu on raske täita suuremahulise tootmise nõudeid.

Sool-geel meetod paistab silma vedelfaasi meetodil, mis on võimeline sünteesima kõrge puhtusastmegaSiC pulber. Kasutades toorainena tööstuslikku ränisooli ja vees lahustuvat fenoolvaiku, viiakse kõrgel temperatuuril läbi karbotermiline redutseerimisreaktsioon, et lõpuks saada SiC pulber. Vedelfaasi meetod seisab silmitsi ka kõrge hinna ja keeruka sünteesiprotsessiga, sarnaselt okkaid täis teele, mis, kuigi see võib eesmärgini jõuda, on täis väljakutseid.

Nende meetodite abil püüavad teadlased jätkuvalt parandada SiC pulbri puhtust ja saagist, edendades ränikarbiidi monokristallide kasvutehnoloogiat kõrgemale tasemele.

Semicorexi pakkumisedHkõrge puhtusastmega SiC pulberpooljuhtprotsesside jaoks. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com