Cos'è la grafite porosa di alta purezza?

Negli ultimi anni, i requisiti di prestazione per i dispositivi elettronici di potenza in termini di consumo di energia, volume, efficienza, ecc. Sono diventati sempre più alti. SIC ha un gap di banda più grande, una maggiore resistenza al campo di rottura, una maggiore conduttività termica, una maggiore mobilità satura di elettroni e una maggiore stabilità chimica, che compensa le carenze dei tradizionali materiali a semiconduttore. Come far crescere i cristalli SIC in modo efficiente e su larga scala è sempre stato un problema difficile e l'introduzione di alta purezzagrafite porosaNegli ultimi anni ha effettivamente migliorato la qualità diCrescita a cristallo singolo SIC.

Proprietà fisiche tipiche della grafite porosa a semiconduttore Vetek:

Grafite porosa di alta purezza per la crescita a cristallo singolo SIC con metodo PVT

Ⅰ. Metodo PVT

Il metodo PVT è il processo principale per i singoli cristalli SIC. Il processo di base della crescita dei cristalli SIC è diviso in decomposizione di sublimazione delle materie prime ad alta temperatura, il trasporto di sostanze della fase gassosa sotto l'azione del gradiente di temperatura e la crescita della ricristallizzazione delle sostanze della fase gassosa nel cristallo di semi. Sulla base di questo, l'interno del crogiolo è diviso in tre parti: area delle materie prime, cavità di crescita e cristallo di semi. Nell'area delle materie prime, il calore viene trasferito sotto forma di radiazioni termiche e conduzione del calore. Dopo essere stati riscaldati, le materie prime SIC vengono principalmente decomposte dalle seguenti reazioni:

Ec (s) = si (g) + c (s)

2Sic (s) = si (g) + sic₂(G)

2Sic (s) = c (s) + si₂C (g)

Nell'area delle materie prime, la temperatura diminuisce dalle vicinanze della parete del crogiolo alla superficie della materia prima, cioè alla temperatura del bordo della materia prima> Materiale prima della temperatura della materia prima> temperatura della superficie prima, con conseguente gradiente di temperatura assiale e radiale, le cui dimensioni avranno un impatto maggiore sulla crescita del cristallo. Sotto l'azione del gradiente di temperatura sopra, la materia prima inizierà a grafitizzare vicino alla parete del crogiolo, con conseguenti cambiamenti nel flusso del materiale e nella porosità. Nella camera di crescita, le sostanze gassose generate nell'area delle materie prime vengono trasportate nella posizione del cristallo di semi trainate dal gradiente di temperatura assiale. Quando la superficie del crogiolo di grafite non è coperta da un rivestimento speciale, le sostanze gassose reagiranno con la superficie del crogiolo, corridondo il crogiolo di grafite mentre cambia il rapporto C/Si nella camera di crescita. Il calore in quest'area viene trasferito principalmente sotto forma di radiazioni termiche. Nella posizione del cristallo di semi, le sostanze gassose SI, SI2C, SIC2, ecc. Nella camera di crescita sono in uno stato troppo saturo a causa della bassa temperatura nel cristallo del seme e si verificano deposizione e crescita sulla superficie del cristallo del seme. Le reazioni principali sono le seguenti:

E₂C (g) + sic₂(g) = 3SIC (S)

E (g) + sic₂(g) = 2Sic (S)

Scenari di applicazione diGrafite porosa di alta purezza nella crescita di SIC a singolo cristalloForni in ambienti a vuoto o gas inerte fino a 2650 ° C:

Secondo la ricerca della letteratura, la grafite porosa di alta purezza è molto utile nella crescita del singolo cristallo SIC. Abbiamo confrontato l'ambiente di crescita del singolo cristallo SIC con e senzaGrafite porosa di alta purezza.

Variazione di temperatura lungo la linea centrale del crogiolo per due strutture con e senza grafite porosa

Nell'area delle materie prime, le differenze di temperatura superiore e inferiore delle due strutture sono rispettivamente 64,0 e 48,0 ℃. La differenza di temperatura superiore e inferiore della grafite porosa ad alta purezza è relativamente piccola e la temperatura assiale è più uniforme. In sintesi, la grafite porosa porosa di alta purezza svolge prima un ruolo dell'isolamento termico, che aumenta la temperatura complessiva delle materie prime e riduce la temperatura nella camera di crescita, che è favorevole alla piena sublimazione e decomposizione delle materie prime. Allo stesso tempo, le differenze di temperatura assiale e radiale nell'area delle materie prime sono ridotte e l'uniformità della distribuzione della temperatura interna viene migliorata. Aiuta i cristalli SIC a crescere rapidamente e uniformemente.

Oltre all'effetto di temperatura, la grafite porosa ad alta purezza cambierà anche la portata del gas nel forno a cristallo singolo SIC. Ciò si riflette principalmente nel fatto che la grafite porosa ad alta purezza rallenterà la portata del materiale sul bordo, stabilizzando così la portata del gas durante la crescita dei singoli cristalli SIC.

Ⅱ. Il ruolo della grafite porosa di alta purezza nella fornace di crescita singola Sic a cristallo

Nella fornace di crescita a cristallo singolo SIC con grafite porosa ad alta purezza, il trasporto di materiali è limitato dalla grafite porosa di alta purezza, l'interfaccia è molto uniforme e non vi è alcun ormeggio per il bordo all'interfaccia di crescita. Tuttavia, la crescita dei cristalli SIC nella fornace di crescita a singolo cristallo SIC con grafite porosa ad alta purezza è relativamente lenta. Pertanto, per l'interfaccia cristallina, l'introduzione della grafite porosa ad alta purezza sopprime efficacemente la portata del materiale elevato causato dalla grafitizzazione dei bordi, rendendo così il cristallo SIC crescente uniformemente.

L'interfaccia cambia nel tempo durante la crescita del singolo cristallo SIC con e senza grafite porosa ad alta purezza

Pertanto, la grafite porosa ad alta purezza è un mezzo efficace per migliorare l'ambiente di crescita dei cristalli SIC e ottimizzare la qualità dei cristalli.

La piastra di grafite porosa è una forma di utilizzo tipica di grafite porosa

Diagramma schematico della preparazione a cristallo singolo SIC mediante piastra di grafite porosa e il metodo PVT diCVDEccrudo materialeDalla comprensione del semiconduttore

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