Silikon karbida (SiC), sebagai sejenis bahan semikonduktor jurang jalur lebar, memainkan peranan yang semakin penting dalam aplikasi sains dan teknologi moden. Silikon karbida mempunyai kestabilan terma yang sangat baik, toleransi medan elektrik yang tinggi, kekonduksian yang disengajakan dan sifat fizikal dan optik yang sangat baik, dan digunakan secara meluas dalam peranti optoelektronik dan peranti solar. Disebabkan peningkatan permintaan untuk peranti elektronik yang lebih cekap dan stabil, penguasaan teknologi silikon karbida yang semakin berkembang telah menjadi tumpuan utama.
Jadi, berapa banyak yang anda tahu tentang proses pertumbuhan SiC?
Hari ini kita akan membincangkan tiga teknik utama untuk pertumbuhan hablur tunggal silikon karbida: pengangkutan wap fizikal (PVT), epitaksi fasa cecair (LPE) dan pemendapan wap kimia suhu tinggi (HT-CVD).
Kaedah Pemindahan Wap Fizikal (PVT)
Kaedah pemindahan wap fizikal merupakan salah satu proses pertumbuhan silikon karbida yang paling biasa digunakan. Pertumbuhan silikon karbida hablur tunggal bergantung terutamanya pada pemejalwapan serbuk sic dan pemendapan semula pada kristal biji benih di bawah keadaan suhu tinggi. Dalam mangkuk pijar grafit tertutup, serbuk silikon karbida dipanaskan pada suhu tinggi, melalui kawalan kecerunan suhu, wap silikon karbida memeluwap pada permukaan kristal biji benih, dan secara beransur-ansur menumbuhkan kristal tunggal bersaiz besar.
Sebahagian besar SiC monokristalin yang kami sediakan pada masa ini dihasilkan melalui cara pertumbuhan ini. Ia juga merupakan cara arus perdana dalam industri.
Epitaksi fasa cecair (LPE)
Kristal silikon karbida disediakan melalui epitaksi fasa cecair melalui proses pertumbuhan kristal pada antara muka pepejal-cecair. Dalam kaedah ini, serbuk silikon karbida dilarutkan dalam larutan silikon-karbon pada suhu tinggi, dan kemudian suhu diturunkan supaya silikon karbida termendak daripada larutan dan tumbuh pada kristal benih. Kelebihan utama kaedah LPE ialah keupayaan untuk mendapatkan kristal berkualiti tinggi pada suhu pertumbuhan yang lebih rendah, kosnya agak rendah, dan ia sesuai untuk pengeluaran berskala besar.
Pemendapan Wap Kimia Suhu Tinggi (HT-CVD)
Dengan memasukkan gas yang mengandungi silikon dan karbon ke dalam ruang tindak balas pada suhu tinggi, lapisan kristal tunggal silikon karbida dimendapkan terus pada permukaan kristal benih melalui tindak balas kimia. Kelebihan kaedah ini ialah kadar aliran dan keadaan tindak balas gas boleh dikawal dengan tepat, untuk mendapatkan kristal silikon karbida dengan ketulenan tinggi dan sedikit kecacatan. Proses HT-CVD boleh menghasilkan kristal silikon karbida dengan sifat yang sangat baik, yang amat berharga untuk aplikasi di mana bahan berkualiti tinggi diperlukan.
Proses pertumbuhan silikon karbida merupakan asas aplikasi dan pembangunannya. Melalui inovasi dan pengoptimuman teknologi yang berterusan, ketiga-tiga kaedah pertumbuhan ini memainkan peranan masing-masing untuk memenuhi keperluan pelbagai keadaan, memastikan kedudukan penting silikon karbida. Dengan pendalaman penyelidikan dan kemajuan teknologi, proses pertumbuhan bahan silikon karbida akan terus dioptimumkan, dan prestasi peranti elektronik akan dipertingkatkan lagi.
(penapisan)
Masa siaran: 23 Jun 2024