Синтезиране на прах от силициев карбид с висока чистота

Как SiC постига известността си в областта на полупроводниците? 

Това се дължи предимно на неговите изключителни характеристики на широколентовата ширина, вариращи от 2,3 до 3,3 eV, което го прави идеален материал за производство на високочестотни електронни устройства с висока мощност. Тази функция може да бъде оприличена на изграждане на широка магистрала за електронни сигнали, осигуряваща гладко преминаване на високочестотни сигнали и поставяща солидна основа за по-ефективна и бърза обработка и предаване на данни.

Неговата широка ширина на лентата, варираща от 2,3 до 3,3 eV, е ключов фактор, което го прави идеален за високочестотни електронни устройства с висока мощност. Сякаш огромна магистрала е била асфалтирана за електронните сигнали, позволявайки им да пътуват безпрепятствено, като по този начин се създава стабилна основа за повишена ефективност и скорост при обработката и трансфера на данни.

Неговата висока топлопроводимост, която може да достигне 3,6 до 4,8 W·cm⁻¹·K⁻¹. Това означава, че може бързо да разсейва топлината, действайки като ефективен охлаждащ "двигател" за електронни устройства. Следователно, SiC се представя изключително добре при взискателни приложения на електронни устройства, които изискват устойчивост на радиация и корозия. Независимо дали е изправен пред предизвикателството на радиацията на космическите лъчи при изследване на космоса или се справя с корозивна ерозия в тежки индустриални среди, SiC може да работи стабилно и да остане непоколебим.

Неговата висока подвижност на насищане на носителя, варираща от 1,9 до 2,6 × 10⁷ cm·s⁻¹. Тази функция допълнително разширява потенциала си за приложение в областта на полупроводниците, като ефективно подобрява производителността на електронните устройства чрез осигуряване на бързо и ефективно движение на електрони в устройствата, като по този начин осигурява силна подкрепа за постигане на по-мощни функционалности.

Как се е развила историята на развитието на кристалния материал SiC (силициев карбид)? 

Поглеждайки назад към развитието на кристалните материали SiC, е като да прелиствате страниците на книга на научния и технологичен прогрес. Още през 1892 г. Ачесън изобретява метод за синтезиранеSiC прахот силициев диоксид и въглерод, като по този начин започва изследването на SiC материали. Въпреки това, чистотата и размерът на SiC материалите, получени по това време, са ограничени, подобно на бебе в повивани дрехи, въпреки че притежава безкраен потенциал, все още се нуждае от непрекъснат растеж и усъвършенстване.

Беше през 1955 г., когато Lely успешно отгледа сравнително чисти SiC кристали чрез сублимационна технология, отбелязвайки важен крайъгълен камък в историята на SiC. Въпреки това, материалите, подобни на пластини от SiC, получени от този метод, са малки по размер и имат големи вариации в производителността, подобно на група неравномерни войници, за които е трудно да формират силна бойна сила в полета на приложение от висок клас.

Беше между 1978 и 1981 г., когато Таиров и Цветков надградиха метода на Лели чрез въвеждане на зародишни кристали и внимателно проектиране на температурни градиенти за контрол на транспортирането на материала. Този иновативен ход, известен сега като подобрен метод на Lely или метод на сублимация с помощта на семена (PVT), донесе нова зора за растежа на SiC кристали, като значително подобри контрола на качеството и размера на SiC кристалите и положи солидна основа за широко приложение на SiC в различни области.

Кои са основните елементи в растежа на монокристалите SiC? 

Качеството на SiC праха играе решаваща роля в процеса на растеж на монокристалите SiC. При използванеβ-SiC прахза отглеждане на монокристали SiC може да настъпи фазов преход към α-SiC. Този преход засяга моларното съотношение Si/C в парната фаза, подобно на деликатен химически балансиращ акт; веднъж прекъснат, растежът на кристалите може да бъде повлиян неблагоприятно, подобно на нестабилността на основа, водеща до накланяне на цяла сграда.

Те идват главно от SiC прах, като между тях съществува тясна линейна връзка. С други думи, колкото по-висока е чистотата на праха, толкова по-добро е качеството на монокристала. Следователно, приготвянето на SiC прах с висока чистота се превръща в ключ към синтезирането на висококачествени монокристали SiC. Това изисква от нас да контролираме стриктно съдържанието на примеси по време на процеса на синтез на прах, като гарантираме, че всяка „молекула на суровината“ отговаря на високи стандарти, за да осигури най-добрата основа за растеж на кристали.

Какви са методите за синтезиранеSiC прах с висока чистота? 

Понастоящем има три основни подхода за синтезиране на SiC прах с висока чистота: методи на парна фаза, течна фаза и твърда фаза.

Той интелигентно контролира съдържанието на примеси в източника на газ, включително CVD (химическо отлагане на пари) и плазмени методи. CVD използва "магията" на високотемпературните реакции за получаване на ултра фин SiC прах с висока чистота. Например, използвайки (CH₃)₂SiCl₂ като суровина, прах от нано силициев карбид с висока чистота и ниско съдържание на кислород се приготвя успешно в "пещ" при температури, вариращи от 1100 до 1400℃, подобно на щателното извайване на изящни произведения на изкуството в микроскопичният свят. Плазмените методи, от друга страна, разчитат на силата на високоенергийни електронни сблъсъци за постигане на синтез с висока чистота на SiC прах. Използвайки микровълнова плазма, тетраметилсилан (TMS) се използва като реакционен газ за синтезиране на SiC прах с висока чистота под "удара" на високоенергийни електрони. Въпреки че методът на парната фаза може да постигне висока чистота, неговата висока цена и бавната скорост на синтез го правят подобен на висококвалифициран занаятчия, който зарежда много и работи бавно, което затруднява посрещането на изискванията на широкомащабното производство.

Методът зол-гел се откроява в метода на течната фаза, способен да синтезира с висока чистотаSiC прах. Използвайки индустриален силициев зол и водоразтворима фенолна смола като суровини, се провежда реакция на карботермална редукция при високи температури, за да се получи в крайна сметка SiC прах. Въпреки това, методът на течната фаза също е изправен пред проблемите на високата цена и сложния процес на синтез, подобно на път, пълен с тръни, който, въпреки че може да достигне целта, е пълен с предизвикателства.

Чрез тези методи изследователите продължават да се стремят да подобрят чистотата и добива на SiC прах, насърчавайки технологията за растеж на монокристалите от силициев карбид до по-високи нива.

Semicorex предлагаHSiC прах с висока чистотаза полупроводникови процеси. Ако имате запитвания или се нуждаете от допълнителни подробности, моля не се колебайте да се свържете с нас.

Телефон за връзка +86-13567891907

Имейл: sales@semicorex.com