Kaj je porozni grafit visoke čistosti? - Vetek

V zadnjih letih so zahteve glede zmogljivosti močnostnih elektronskih naprav v smislu porabe energije, prostornine, učinkovitosti itd. postale vse višje. SiC ima večji pasovni razmik, večjo razgradno poljsko jakost, večjo toplotno prevodnost, večjo mobilnost nasičenih elektronov in večjo kemijsko stabilnost, kar nadomešča pomanjkljivosti tradicionalnih polprevodniških materialov. Kako učinkovito in v velikem obsegu gojiti kristale SiC, je bil vedno težak problem in uvedba visoko čistostiporozni grafitv zadnjih letih učinkovito izboljšala kakovostRast monokristala SiC.

Tipične fizikalne lastnosti poroznega grafita VeTek Semiconductor:

Porozni grafit visoke čistosti za rast monokristalov SiC z metodo PVT

Ⅰ. PVT metoda

Metoda PVT je glavni postopek za gojenje monokristalov SiC. Osnovni proces rasti kristalov SiC je razdeljen na sublimacijsko razgradnjo surovin pri visoki temperaturi, transport snovi plinaste faze pod vplivom temperaturnega gradienta in rekristalizacijsko rast snovi plinaste faze na zarodnem kristalu. Na podlagi tega je notranjost lončka razdeljena na tri dele: območje surovine, rastno votlino in zarodni kristal. V območju surovin se toplota prenaša v obliki toplotnega sevanja in toplotne prevodnosti. Po segrevanju se surovine SiC v glavnem razgradijo z naslednjimi reakcijami:

inC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(g)

2SiC(s) = C(s) + in₂C(g)

V območju surovine se temperatura zmanjšuje od bližine stene lončka do površine surovine, to je robna temperatura surovine > notranja temperatura surovine > temperatura površine surovine, kar povzroči aksialne in radialne temperaturne gradiente, katerih velikost bo bolj vplivala na rast kristalov. Pod delovanjem zgornjega temperaturnega gradienta bo surovina začela grafitizirati blizu stene lončka, kar bo povzročilo spremembe v pretoku materiala in poroznosti. V rastni komori se plinaste snovi, ki nastanejo v območju surovin, prevažajo v položaj kristalnega semena, ki ga poganja aksialni temperaturni gradient. Če površina grafitnega lončka ni prekrita s posebnim premazom, bodo plinaste snovi reagirale s površino lončka in razjedale grafitni lonček, hkrati pa spremenile razmerje C/Si v rastni komori. Toplota se v tem območju večinoma prenaša v obliki toplotnega sevanja. Na položaju zarodnega kristala so plinaste snovi Si, Si2C, SiC2 itd. v rastni komori v prenasičenem stanju zaradi nizke temperature na zarodnem kristalu, na površini zarodnega kristala pa pride do odlaganja in rasti. Glavne reakcije so naslednje:

in₂C (g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

in (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Scenariji uporabeporozni grafit visoke čistosti pri rasti monokristala SiCpeči v okolju vakuuma ali inertnega plina do 2650 °C:

Glede na raziskave literature je porozni grafit visoke čistosti zelo koristen pri rasti monokristala SiC. Primerjali smo rastno okolje monokristala SiC z in brezporozni grafit visoke čistosti.

Sprememba temperature vzdolž središčne črte lončka za dve strukturi s poroznim grafitom in brez njega

V območju surovin so zgornje in spodnje temperaturne razlike obeh struktur 64,0 oziroma 48,0 ℃. Zgornja in spodnja temperaturna razlika poroznega grafita visoke čistosti je relativno majhna, osna temperatura pa je bolj enakomerna. Če povzamemo, porozni grafit visoke čistosti najprej igra vlogo toplotne izolacije, ki poveča skupno temperaturo surovin in zmanjša temperaturo v rastni komori, kar vodi do popolne sublimacije in razgradnje surovin. Hkrati se zmanjšajo aksialne in radialne temperaturne razlike v območju surovin in izboljša enakomernost notranje porazdelitve temperature. Pomaga kristalom SiC rasti hitro in enakomerno.

Poleg temperaturnega učinka bo porozni grafit visoke čistosti spremenil tudi hitrost pretoka plina v enokristalni peči SiC. To se odraža predvsem v dejstvu, da bo porozni grafit visoke čistosti upočasnil pretok materiala na robu in s tem stabiliziral pretok plina med rastjo monokristalov SiC.

Ⅱ. Vloga poroznega grafita visoke čistosti v peči za rast monokristalov SIC

V peči za rast monokristalov SIC s poroznim grafitom visoke čistosti je transport materialov omejen s poroznim grafitom visoke čistosti, vmesnik je zelo enoten in na vmesniku rasti ni upogibanja robov. Vendar pa je rast kristalov SiC v peči za rast monokristalov SIC s poroznim grafitom visoke čistosti relativno počasna. Zato za kristalni vmesnik uvedba poroznega grafita visoke čistosti učinkovito zavira visoko stopnjo pretoka materiala, ki jo povzroča grafitizacija robov, zaradi česar kristal SiC raste enakomerno.

Vmesna ploskev se skozi čas spreminja med rastjo monokristala SiC z in brez poroznega grafita visoke čistosti

Zato je porozni grafit visoke čistosti učinkovito sredstvo za izboljšanje rastnega okolja kristalov SiC in optimizacijo kakovosti kristalov.

Porozna grafitna plošča je tipična oblika uporabe poroznega grafita

Shematski diagram priprave monokristala SiC z uporabo porozne grafitne plošče in metode PVTKVBinCsurovo materialpodjetja VeTek Semiconductor

Prednost VeTek Semiconductorja je v njegovi močni tehnični ekipi in odlični servisni ekipi. Glede na vaše potrebe vam lahko prilagodimo primernohvisoka čistostporozni grafiteizdelki za vas, ki vam bodo pomagali doseči velik napredek in prednosti v industriji rasti monokristalov SiC.