Dè a th’ ann an àmhainn fàis criostail silicon carbide (SiC)?

SiCTha feartan aige leithid beàrn-chòmhlain mhòr, seoltachd teirmeach àrd, neart achaidh briseadh-sìos èiginneach àrd, agus ìre drift àrd de shàthachd electron. Faodaidh e coinneachadh ri riatanasan an tagraidh fo chumhachan teòthachd àrd, cuideam àrd, tricead àrd, agus cumhachd àrd. Faodar a chleachdadh gu farsaing ann an carbadan lùtha ùra, photovoltaics, smachd gnìomhachais, conaltradh tricead rèidio agus raointean eile. Le leasachadh luath ghnìomhachasan co-cheangailte, tha margaidh leth-chonnsachaidh an treas ginealach air a riochdachadh le silicon carbide air cothroman ùra a thoirt a-steach.

’S e fàs criostail prìomh cheangal cinneasachadh fo-strat silicon carbide, agus ’s e an uidheamachd bunaiteach an àmhainn fàis criostail. Coltach ri àmhainnean fàis criostail ìre silicon criostalach traidiseanta, chan eil structar an àmhainn ro iom-fhillte. Tha e air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de chorp an àmhainn, siostam teasachaidh, uidheam tar-chuir coil, siostam togail is tomhais falamh, siostam slighe gas, siostam fuarachaidh, siostam smachd, msaa. Tha an raon teirmeach agus na cumhaichean pròiseas a’ dearbhadh prìomh chomharran càileachd, meud, seoltachd agus prìomh chomharran eile criostail silicon carbide.

Ⅰ. Duilgheadasan ann an teicneòlas fàs criostail silicon carbide

Tha teòthachd fàs criostail silicon carbide glè àrd agus chan urrainnear sùil a chumail air, agus mar sin tha am prìomh dhuilgheadas anns a’ phròiseas fhèin:

(1)Duilgheadas ann a bhith a’ cumail smachd air an raon teirmeachTha e doirbh agus do-riaghlaidh sùil a chumail air a’ chuas dùinte aig teòthachd àrd. Eu-coltach ris an uidheamachd fàs criostail traidiseanta stèidhichte air silicon air a tharraing le fuasgladh, aig a bheil ìre àrd de fèin-ghluasad agus as urrainnear am pròiseas fàs criostail fhaicinn, a smachdachadh agus atharrachadh, bidh criostalan silicon carbide a’ fàs ann an àite dùinte ann an àrainneachd aig teòthachd àrd os cionn 2,000 ° C, agus feumar an teòthachd fàis a smachdachadh gu mionaideach rè cinneasachadh, a tha ga dhèanamh duilich smachd a chumail air an teòthachd;

(2)Duilgheadas ann a bhith a’ cumail smachd air cruth criostailTha meanbh-phìoban, in-ghabhail ioma-mhorfach, dì-àiteachaidhean agus lochdan eile buailteach tachairt rè a’ phròiseas fàis, agus bidh iad a’ toirt buaidh air a chèile agus ag atharrachadh a chèile. Tha meanbh-phìoban (MP) nan lochdan seòrsa troimhe le meud grunn mhicro-nan gu deichean de mhicro-nan, agus is iad sin lochdan marbhtach innealan. Tha criostalan singilte silicon carbide a’ toirt a-steach còrr air 200 cruth criostail eadar-dhealaichte, ach dìreach beagan structaran criostail (Seòrsa 4H) na stuthan leth-chonnsachaidh a tha a dhìth airson cinneasachadh. Tha cruth-atharrachadh cruth criostail buailteach tachairt rè a’ phròiseas fàis, agus mar thoradh air sin bidh lochdan in-ghabhail polymorphic ann. Mar sin, tha e riatanach smachd ceart a chumail air paramadairean leithid co-mheas silicon-carbon, caisead teòthachd fàis, ìre fàis criostail, agus cuideam sruthadh gas.

A bharrachd air an sin, tha caochladh teòthachd ann an raon teirmeach fàs criostail singilte silicon carbide, a tha ag adhbhrachadh cuideam a-staigh dùthchasach agus na dì-ghluasadan a thig às (dì-ghluasad plèana bunaiteach BPD, dì-ghluasad sgriubha TSD, dì-ghluasad oir TED) rè a’ phròiseas fàis criostail, agus mar sin a’ toirt buaidh air càileachd agus coileanadh epitaxy agus innealan às dèidh sin.

(3)Smachd dhòpaidh duilichFeumar smachd teann a chumail air neo-chunbhalachdan bhon taobh a-muigh gus criostal giùlain le dopadh stiùiridh fhaighinn;

(4)Ìre fàis slaodachTha ìre fàis silicon carbide glè shlaodach. Traidiseantastuthan siliconchan fheum e ach 3 latha airson fàs gu bhith na shlat criostail, agus feumaidh slataichean criostail silicon carbide 7 latha. Tha seo a’ leantainn gu èifeachdas cinneasachaidh nas ìsle gu nàdarrach de silicon carbide agus toradh glè chuingealaichte.

Air an làimh eile, tha paramadairean fàs epitaxial silicon carbide gu math dùbhlanach, a’ gabhail a-steach èadhair-dhìonach an uidheamachd, seasmhachd cuideam a’ ghasa anns an t-seòmar ath-bhualadh, smachd mionaideach air ùine toirt a-steach a’ ghasa, cruinneas co-mheas a’ ghasa, agus riaghladh teann air teòthachd an tasgaidh. Gu sònraichte, le leasachadh ìre bholtaids seasamh an inneil, tha duilgheadas smachd a chumail air prìomh pharamadairean a’ wafer epitaxial air a dhol am meud gu mòr.

A bharrachd air sin, leis an àrdachadh ann an tighead an t-sreath epitaxial, tha mar a chumas tu smachd air cunbhalachd an aghaidh agus a lughdaicheas tu dùmhlachd an locht fhad ‘s a tha thu a’ dèanamh cinnteach à tighead air a thighinn gu bhith na dhùbhlan mòr eile. Anns an t-siostam smachd dealain, tha e riatanach mothachairean agus gnìomhaichean àrd-chruinneas a thoirt a-steach gus dèanamh cinnteach gum faodar diofar pharaimeatairean a riaghladh gu ceart agus gu seasmhach. Aig an aon àm, tha leasachadh an algairim smachd deatamach cuideachd. Feumaidh e a bhith comasach air an ro-innleachd smachd atharrachadh ann an àm fìor a rèir an t-soidhne fios-air-ais gus atharrachadh a rèir diofar atharrachaidhean anns anfàs epitaxial silicon carbidepròiseas.

Ⅱ. Na prìomh dhuilgheadasan ann an saothrachadh fo-stratan silicon carbide:

1. Tha an teòthachd fàis os cionn 2000 ℃, a tha dà uair nas àirde na teòthachd fàis silicon.

2. Tha tiughas slat a’ chriostail beag rè na h-ùine fàis criostail, agus bidh slat criostail silicon carbide 2cm a’ fàs ann an 7 latha.

3. Tha na riatanasan airson seòrsa criostail àrd, agus chan eil ach beagan de charbid silicon aon-chriostail le structaran criostail ann.

4. Tha caitheamh gearraidh àrd, agus tha cruas fìor àrd aig carbide silicon.

Mar gheàrr-chunntas, tha cosgais ùine daor agus teicneòlas giullachd iom-fhillte a’ dearbhadh cosgais àrd fo-stratan silicon carbide, a tha a’ cuingealachadh cleachdadh silicon carbide.

III. Seòrsachadh àmhainnean fàis criostail

A rèir diofar dhòighean teasachaidh, faodar àmhainnean fàis criostail a roinn ann an seòrsa inntrigidh agus seòrsa strì. An-dràsta, is e seòrsa inntrigidh a th’ anns a’ mhòr-chuid den uidheamachd air a’ mhargaidh, agus tha na buannachdan aige leithid cosgais ìseal, structar sìmplidh, cumail suas goireasach agus èifeachdas teirmeach àrd. Ach, air sgàth buaidh inntrigidh electromagnetic, tha teòthachd aiseach agus teòthachd rèididheach teasachadh inntrigidh ceangailte ri chèile, agus mar sin chan urrainnear astar fàis criostail agus càileachd fàis criostail a thoirt fa-near.

Faodaidh an àrd-ùrlar fàis raon teirmeach an aghaidh smachd ceart a chumail air an teòthachd aiseach agus an teòthachd rèididheach fa leth, a tha cuideachail do fhàs chriostalan mòra agus a leasaicheas an ìre fàis criostail. 'S e seo aon de na fuasglaidhean airson fàs criostail silicon carbide 8-òirleach àrd-inbhe san àm ri teachd.

Coimeas eadar an dòigh inntrigidh agus an dòigh strì: