Застосування матеріалів теплового поля на основі вуглецю для вирощування кристалів карбіду кремнію

Ⅰ. Вступ до матеріалів SIC:

1. Огляд властивостей матеріалу:

Знапівпровідник третього поколінняназивається "Супутним напівпровідником", а його ширина пропускної смуги-приблизно 3,2EV, що втричі перевищує ширину напівпровідникових матеріалів на основі кремнію (1.12EV для напівпровідникових матеріалів на основі кремнію), тому його також називають широким напівпровідником Bandgap. Напівпровідникові пристрої на основі кремнію мають фізичні межі, які важко пробитись у деяких високотемпературних, високочастотних сценаріях застосування. Регулювання структури пристрою більше не може задовольнити потреби, а напівпровідникові матеріали третього покоління, представлені SIC таОбидвавиникли.

2. Застосування пристроїв SIC:

Виходячи з спеціальних показників, пристрої SIC поступово замінять на основі кремнію в полі високої температури, високого тиску та високої частоти та відіграватимуть важливу роль у 5G комунікаційних радіолокаціях, радіолокаційному радіолокації, аерокосмічних, нових енергетичних транспортних засобах, залізничних перевезеннях, розумних Сітки та інші поля.

3. Метод підготовки:

(1)Фізичний транспорт парів (PVT): Температура росту приблизно 2100~2400 ℃. Перевагами є розвинена технологія, низька вартість виробництва та постійне покращення якості та виходу кристалів. Недоліки полягають у тому, що важко безперервно подавати матеріали та важко контролювати частку компонентів газової фази. В даний час важко отримати кристали P-типу.

(2)Метод верхнього розчину насіння (TSSG): Температура росту близько 2200 ℃. Перевагами є низька температура росту, низька напруга, мало дислокаційних дефектів, легування P-типу, 3Cріст кристалів, і розширення легкого діаметра. Однак дефекти включення металів все ще існують, і постійне постачання джерела Si/C є поганим.

(3)Високотемпературне хімічне осадження з парової фази (HTCVD): Температура росту становить приблизно 1600 ~ 1900 ℃. Переваги - це безперервне постачання сировини, точний контроль співвідношення SI/C, високої чистоти та зручного допінгу. Недоліки - це висока вартість газоподібної сировини, високі труднощі в інженерній обробці вихлопу теплового поля, високі дефекти та низьку технічну зрілість.

Ⅱ. Функціональна класифікаціятермічне полематеріалів

1. Система ізоляції:

Функція: побудувати температурний градієнт, необхідний дляріст кристалів

Вимоги: Теплопровідність, електропровідність, чистота високотемпературних ізоляційних матеріалів вище 2000 ℃

2. ТигельСистема:

Функція: 

① Нагрівальні компоненти; 

② Ємність для вирощування

Вимоги: опір, теплопровідність, коефіцієнт теплового розширення, чистота

3. TAC покриттякомпоненти:

Функція: перешкоджає корозії основного графіту Si та пригнічує включення C

Вимоги: Щільність покриття, товщина покриття, чистота

4. Пористий графіткомпоненти:

Функція: 

① Фільтр компонентів частинок вуглецю; 

② Додаткове джерело вуглецю

Вимоги: Коефіцієнт пропускання, теплопровідність, чистота

Ⅲ. Система теплового поля

Система ізоляції:

Внутрішній циліндр з вуглецю/вуглецю має високу поверхневу щільність, резистентність до корозії та хорошу стійкість до термічного удару. Це може зменшити корозію кремнію, що просочився від тигель до бічного ізоляційного матеріалу, тим самим забезпечуючи стабільність теплового поля.

Функціональні компоненти:

(1)Покритий карбідом танталукомпоненти

(2)Пористий графіткомпоненти

(3)Карбон/вуглецевий композиткомпоненти теплового поля