Application ng carbon-based na thermal field na materyales sa silicon carbide crystal growth

Ⅰ. Panimula sa mga materyales ng SiC:

1. Pangkalahatang -ideya ng mga materyal na katangian:

Angikatlong henerasyong semiconductoray tinatawag na compound semiconductor, at ang lapad ng bandgap nito ay tungkol sa 3.2ev, na kung saan ay tatlong beses ang bandgap na lapad ng mga materyales na batay sa silikon (1.12ev para sa mga materyales na batay sa silikon), kaya tinatawag ding malawak na bandgap semiconductor. Ang mga aparatong semiconductor na batay sa silikon ay may mga pisikal na limitasyon na mahirap masira sa ilang mga senaryo na may mataas na temperatura, mataas na presyon, at mga senaryo ng mataas na dalas. Ang pag-aayos ng istraktura ng aparato ay hindi na maaaring matugunan ang mga pangangailangan, at ang mga third-generation semiconductor na materyales na kinakatawan ng sic atGaNlumitaw.

2. Paglalapat ng mga SiC device:

Batay sa espesyal na pagganap nito, ang mga aparato ng SIC ay unti-unting papalitan ng silikon na batay sa larangan ng mataas na temperatura, mataas na presyon, at mataas na dalas, at may mahalagang papel sa 5G komunikasyon, microwave radar, aerospace, bagong enerhiya na sasakyan, transportasyon ng tren, matalino grids, at iba pang mga patlang.

3. Paraan ng paghahanda:

(1)Physical Vapor Transport (PVT): Ang temperatura ng paglago ay tungkol sa 2100 ~ 2400 ℃. Ang mga pakinabang ay mature na teknolohiya, mababang gastos sa pagmamanupaktura, at patuloy na pagpapabuti ng kalidad ng kristal at ani. Ang mga kawalan ay mahirap na patuloy na magbigay ng mga materyales, at mahirap kontrolin ang proporsyon ng mga sangkap ng phase phase. Kasalukuyang mahirap makuha ang mga p-type na kristal.

(2)Paraan ng top seed solution (TSSG): Ang temperatura ng paglago ay tungkol sa 2200 ℃. Ang mga pakinabang ay mababang temperatura ng paglago, mababang stress, ilang mga depekto sa dislokasyon, p-type doping, 3cpaglaki ng kristal, at madaling pagpapalawak ng diameter. Gayunpaman, umiiral pa rin ang mga depekto sa pagsasama ng metal, at ang tuluy-tuloy na supply ng pinagmulan ng Si/C ay mahirap.

(3)High temperature chemical vapor deposition (HTCVD): Ang temperatura ng paglago ay tungkol sa 1600~1900 ℃. Ang mga bentahe ay patuloy na supply ng mga hilaw na materyales, tumpak na kontrol ng Si/C ratio, mataas na kadalisayan, at maginhawang doping. Ang mga disadvantages ay mataas na halaga ng mga gaseous na hilaw na materyales, mataas na kahirapan sa engineering treatment ng thermal field exhaust, mataas na depekto, at mababang teknikal na kapanahunan.

Ⅱ. Functional na pag-uuri ngthermal fieldmateryales

1. Sistema ng pagkakabukod:

Pag -andar: Bumuo ng temperatura gradient na kinakailangan para sapaglaki ng kristal

Mga Kinakailangan: Thermal conductivity, electrical conductivity, kadalisayan ng high-temperature insulation material system na higit sa 2000℃

2. KrusSystem:

Function: 

① Mga bahagi ng pag-init; 

② lalagyan ng paglago

Mga Kinakailangan: Resistivity, thermal conductivity, thermal expansion coefficient, kadalisayan

3. TAC CoatingMga Bahagi:

Function: Pigilan ang corrosion ng base graphite ng Si at pigilan ang C inclusions

Mga Kinakailangan: density ng patong, kapal ng patong, kadalisayan

4. Buhaghag na grapaytMga Bahagi:

Function: 

① Salain ang mga bahagi ng butil ng carbon; 

② Dagdagan ang pinagmumulan ng carbon

Mga Kinakailangan: Transmittance, thermal conductivity, kadalisayan

Ⅲ. Thermal Field System Solution

Sistema ng pagkakabukod:

Carbon/Carbon Composite insulation inner cylinder ay may mataas na surface density, corrosion resistance, at magandang thermal shock resistance. Maaari nitong bawasan ang kaagnasan ng silikon na tumagas mula sa tunawan ng tunawan patungo sa materyal na pagkakabukod sa gilid, sa gayo'y tinitiyak ang katatagan ng thermal field.

Mga sangkap na function:

(1)Tantalum carbide coatedmga bahagi

(2)Buhaghag na grapaytmga bahagi

(3)Carbon/Carbon CompositeMga sangkap ng thermal field