Прилагане на въглеродни термални полеви материали в растежа на кристала на силициев карбид

Ⅰ. Въведение в SiC материалите:

1. Преглед на свойствата на материала:

Theтрето поколение полупроводницисе нарича сложен полупроводник, а ширината на лентата му е около 3,2ev, което е три пъти по-голяма от ширината на обхвата на полупроводникови материали на базата на силиций (1.12EV за полупроводникови материали на базата на силиций), така че се нарича още широка лентова полупроводник. Полупроводниковите устройства на базата на силиций имат физически граници, които са трудни за пробиване при някои високотемпературни, високо налягане и сценарии за приложение на високочестотни приложения. Регулирането на структурата на устройството вече не може да отговаря на нуждите, а полупроводниковите материали от трето поколение, представени от SIC иИ дветеса се появили.

2. Приложение на SIC устройства:

Въз основа на специалните си характеристики, SiC устройствата постепенно ще заменят базираните на силиций в областта на високата температура, високото налягане и високата честота и ще играят важна роля в 5G комуникациите, микровълновия радар, аерокосмическата промишленост, превозните средства с нова енергия, железопътния транспорт, интелигентния решетки и други полета.

3. Начин на приготвяне:

(1)Физически пренос на пари (PVT): Температурата на растеж е около 2100 ~ 2400 ℃. Предимствата са зряла технология, ниски производствени разходи и непрекъснато подобряване на качеството и добива на кристали. Недостатъците са, че е трудно непрекъснато да се доставят материали и е трудно да се контролира пропорцията на компонентите на газовата фаза. В момента е трудно да се получат кристали тип P.

(2)Метод на горния разтвор на семена (TSSG): Температурата на растеж е около 2200 ℃. Предимствата са ниска температура на растеж, ниско напрежение, малко дислокационни дефекти, P-тип допинг, 3Cкристален растежи лесно разширяване на диаметъра. Въпреки това все още съществуват дефекти на метално включване и непрекъснатото снабдяване с източник Si/C е лошо.

(3)Химическо отлагане на химически пари (HTCVD): Температурата на растеж е около 1600~1900 ℃. Предимствата са непрекъснато снабдяване със суровини, прецизен контрол на съотношението Si/C, висока чистота и удобно допиране. Недостатъците са високата цена на газообразните суровини, голяма трудност при инженерното третиране на отработените газове от термично поле, големи дефекти и ниска техническа зрялост.

Ⅱ. Функционална класификация натермично полематериали

1. Изолационна система:

Функция: Конструирайте температурния градиент, необходим закристален растеж

Изисквания: Топлопроводимост, електрическа проводимост, чистота на системи от високотемпературни изолационни материали над 2000 ℃

2. Тигелсистема:

Функция: 

① Компоненти за отопление; 

② Контейнер за растеж

Изисквания: съпротивление, топлопроводимост, коефициент на топлинно разширение, чистота

3. TAC покритиекомпоненти:

Функция: Инхибира корозията на основния графит от Si и инхибира C включванията

Изисквания: Плътност на покритието, дебелина на покритието, чистота

4. Порести графиткомпоненти:

Функция: 

① Филтърни компоненти от въглеродни частици; 

② Допълнителен източник на въглерод

Изисквания: Предавание, Термична проводимост, Чистота

Ⅲ. Решение за система с термично поле

Изолационна система:

Вътрешният цилиндър на въглерод/въглерод, съставен с въглерод, има висока повърхностна плътност, устойчивост на корозия и добра устойчивост на термичен удар. Той може да намали корозията на силиций, изтичащ от тигела към страничния изолационен материал, като по този начин гарантира стабилността на топлинното поле.

Функционални компоненти:

(1)Tantalum карбидно покритиекомпоненти

(2)Порести графиткомпоненти

(3)Въглерод/въглероден композиткомпоненти на топлинно поле