1. Tecnulugia di doping di polvere di carburo di siliciu
U dopaggiu di una quantità adatta d'elementu Ce in polvere di carburo di siliciu pò ottene l'effettu di una crescita stabile di a forma monocristallina di 4H-SiC. L'esperienza pratica hà dimustratu chì u dopaggiu di elementi Ce in materiali in polvere pò aumentà a velocità di crescita di i cristalli di carburo di siliciu, facendu chì i cristalli crescinu più rapidamente. L'orientazione di u carburo di siliciu pò esse cuntrullata, rendendu a direzzione di crescita di u cristallu più uniforme è regulare. Inibisce a generazione d'impurità in i cristalli, riduce a furmazione di difetti è facilita l'ottenimentu di cristalli in forma monocristallina è cristalli di alta qualità. Pò inibisce a currusione nantu à u spinu di u cristallu è aumentà a velocità monocristallina di u cristallu.
2. Tecnulugia di cuntrollu di u gradiente di u campu di temperatura assiale è radiale
U gradiente di temperatura assiale affetta principalmente a forma di crescita di u cristallu è l'efficienza di a crescita di u cristallu. Un gradiente di temperatura troppu chjucu purterà à l'apparizione di eterocristalli durante u prucessu di crescita di u cristallu è affetterà ancu a velocità di trasportu di e sostanze gassose, risultendu in una diminuzione di a velocità di crescita di u cristallu. I gradienti di temperatura assiali è radiali adatti facilitanu a crescita rapida di i cristalli di SiC è mantenenu a stabilità di a qualità di u cristallu.
3. Tecnulugia di cuntrollu di dislocazione di u pianu di basa (BPD)
A causa principale di a furmazione di difetti BPD hè chì a tensione di cisaillementu in u cristalu supera a tensione di cisaillementu critica di uCristallu di SiC, purtendu à l'attivazione di u sistema di slittamentu. Siccomu BPD hè perpendiculare à a direzzione di crescita di u cristallu, hè pruduttu principalmente durante u prucessu di crescita di u cristallu è u prucessu di raffreddamentu di u cristallu dopu.
4. Tecnulugia di regulazione è cuntrollu di u rapportu di i cumpunenti di a fase gassosa
In u prucessu di crescita di i cristalli, l'aumentu di u rapportu carbonu-siliciu è di u rapportu di i cumpunenti in fase gassosa in l'ambiente di crescita hè una misura efficace per ottene una crescita stabile di una forma di cristallu unicu. Siccomu un rapportu carbonu-siliciu altu pò riduce a coalescenza à grande scala è mantene l'eredità di l'infurmazioni di crescita nantu à a superficia di u cristallu di sementi, pò supprimà u polimorfismu.
5. Tecnulugia di cuntrollu di bassu stress
Durante u prucessu di crescita di i cristalli, a presenza di stress pò causà i piani cristallini interni diSiCà piegassi, risultendu in una scarsa qualità di u cristallu è ancu in a frattura di u cristallu. Inoltre, una grande tensione pò purtà à un aumentu di e dislocazioni in u pianu di basa di a cialda. Quessi difetti ponu entre in u stratu epitassiale durante u prucessu epitassiale, affettendu seriamente e prestazioni di u dispusitivu in a fase successiva.
Eccu parechji metudi per migliurà u prucessu di riduzione di u stress in u cristallu:
1. Ajustà a distribuzione di u campu di temperatura è i parametri di prucessu per attivà SiC unicucrescita di cristalliper procedere in cundizioni u più vicinu pussibule à l'equilibriu.
2. Ottimizà a struttura è a forma di u crogiolu per permette à u cristalu di cresce u più liberamente pussibule in un statu senza restrizioni.
3. In quantu à a fissazione di u cristallu di semente, mudificà u prucessu di fissazione per riduce a differenza di i coefficienti di dilatazione termica trà u cristallu di semente è u supportu di grafite durante u riscaldamentu, minimizendu cusì a tensione interna in u monocristallu 4H-SiC. Un approcciu cumunu hè di lascià un spaziu di 2 mm trà u cristallu di semente è u supportu di grafite.
4. Mudificà u prucessu di ricottura di u cristallu implementendu una ricottura raffreddata in fornu per u cristallu. Ajustà a temperatura è a durata di a ricottura per liberà cumpletamente a tensione interna in u cristallu.
Guardendu in avanti, a tecnulugia di preparazione di monocristalli di carburo di siliciu (SiC) di alta qualità si svilupperà in parechje direzzione chjave:
1. Aumentu di a dimensione di e cialde: u diametru di u cristallu SiC hè aumentatu da i millimetri iniziali à l'attuali cialde di 6 pollici, 8 pollici è ancu più grande di 12 pollici. A preparazione di cristalli SiC più grandi migliora l'efficienza di a produzzione, riduce i costi è risponde à e esigenze di i dispositivi di alta putenza.
2.Migliurà a qualità di i cristalli: I cristalli di SiC di alta qualità sò cruciali per i dispositivi à alte prestazioni. Ancu s'è sò stati fatti progressi significativi, difetti cum'è microtubi, dislocazioni è impurità persistenu sempre, ciò chì hà un impattu nant'à e prestazioni è l'affidabilità di i dispositivi.
3. Riduzzione di i costi di pruduzzione: U costu relativamente altu di a preparazione di cristalli SiC limita a so applicazione in certi campi. A riduzione di i costi pò esse ottenuta ottimizendu i prucessi di crescita, migliurendu l'efficienza di a pruduzzione è riducendu e spese di materie prime.
4. Implementazione di a fabricazione intelligente: Cù i progressi in l'IA è i big data, a tecnulugia di crescita di cristalli SiC abbraccerà sempre di più l'intelligenza. U monitoraghju è u cuntrollu in tempu reale per mezu di sensori è sistemi di cuntrollu automatizati migliuranu a stabilità è a cuntrollabilità di u prucessu. À u listessu tempu, l'usu di l'analisi di big data ottimizza i dati di crescita, migliurendu cusì a qualità di i cristalli è l'efficienza di a pruduzzione.
A tecnulugia di preparazione di monocristalli di carburo di siliciu di alta qualità hè unu di i punti caldi attuali in a ricerca di materiali semiconduttori. Cù u cuntinuu avanzamentu di a tecnulugia, a tecnulugia di crescita di cristalli di carburo di siliciu continuerà à sviluppassi è à migliurà, furnendu una basa più solida per l'applicazione di u carburo di siliciu in campi à alta temperatura, alta frequenza, alta putenza è altri.
Data di publicazione: 10 lugliu 2025