ʻO kahi papa epitaxial he ʻili lahilahi kristal hoʻokahi kikoʻī i ulu ʻia ma luna o kahi substrate wafer ma o kahi kaʻina hana epitaxial; ua kapa ʻia ka wafer substrate a me ka ʻili epitaxial he wafer epitaxial. Ma waena o kēia mau mea, ʻo ka ulu ʻana o kahi papa epitaxial silicon carbide ma luna o kahi substrate silicon carbide conductive e hana i kahi wafer epitaxial silicon carbide homogeneous, hiki ke hana hou ʻia i nā mea mana e like me Schottky diodes, MOSFETs, a me IGBTs. ʻO ke ʻano substrate i hoʻohana nui ʻia ʻo ia ka substrate 4H-SiC.
ʻOiai ua hana ʻia nā mea hana āpau ma nā papa epitaxial, he hopena koʻikoʻi ka maikaʻi o ka papa epitaxial i ka hana o ka mea hana. Eia nō naʻe, ua hoʻopili ʻia ka maikaʻi o ka papa epitaxial e ka hana kristal a me ka substrate, e kau ana iā ia ma kahi kūlana koʻikoʻi i ka ʻoihana a ke pāʻani nei i kahi kuleana koʻikoʻi i kona hoʻomohala ʻana.
ʻO nā ʻano hana mua no ka hoʻomākaukau ʻana i nā papa epitaxial silicon carbide e komo pū ana me: ka hoʻokahe ʻana o ka mahu; ka epitaxy pae wai (LPE); ka epitaxy beam molecular (MBE); a me ka hoʻokahe ʻana o ka mahu kemika (CVD). Ma waena o kēia mau mea, ʻo ka hoʻokahe ʻana o ka mahu kemika (CVD) ke ʻano hana i hoʻohana nui ʻia no ka epitaxy homogeneous 4H-SiC. Hoʻohana pinepine ka epitaxy CVD 4H-SiC i nā lako CVD, kahi e hōʻoiaʻiʻo ai i ka hoʻomau ʻana o ke ʻano kristal 4H-SiC ma lalo o nā mahana ulu kiʻekiʻe.
I loko o nā lako CVD, ʻaʻole hiki ke kau pololei ʻia ke substrate ma luna o kahi ʻili metala a i ʻole e kau wale ʻia ma luna o kahi kumu no ka waiho ʻana o ka epitaxial, no ka mea, pili kēia i nā mea hoʻohuli like ʻole e like me ke kuhikuhi o ke kahe ʻana o ke kinoea (ʻaoʻao ākea, kū pololei), ka mahana, ke kaomi, ka hoʻopaʻa ʻana, a me ka haumia mai nā ʻāpana hoʻokahe. No laila, pono kahi kumu kākoʻo; kau ʻia ke substrate ma luna o kahi pā, a laila hana ʻia ka waiho ʻana o ka epitaxial ma luna o ka substrate me ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana CVD. ʻO kēia kumu kākoʻo he kumu graphite i uhi ʻia me SiC.
Ma ke ʻano he ʻāpana koʻikoʻi, hōʻike ka substrate graphite i ka ikaika kikoʻī kiʻekiʻe a me ka modulus kikoʻī, a me ka haʻalulu wela maikaʻi a me ke kūpaʻa ʻana i ka pala. Eia nō naʻe, i ka wā o ka hana ʻana, ua pilikia ka graphite i ka pala a me ka hoʻokahe ʻana o ka pauka ma muli o nā kinoea corrosive a me nā hui organometallic koena, e hōʻemi nui ana i ke ola lawelawe o ka substrate. I ka manawa like, hiki i ka pauka graphite i hoʻokahe ʻia ke haumia i nā ʻāpana. I ka hana ʻana o nā wafers epitaxial silicon carbide, ua lilo i mea paʻakikī ke hoʻokō i nā koi paʻa loa no nā mea graphite, e kaupalena nui ana i kā lākou hoʻomohala ʻana a me ka hoʻohana pono ʻana. No laila,ʻenehana uhiua kū mai ma ke ʻano he hopena.
Nā Pōmaikaʻi o nā Uhi SiC ma ka ʻoihana Semiconductor
Pono nā waiwai kino a me nā kemika o nā uhi e hoʻokō i nā koi koʻikoʻi no ke kūpaʻa ʻana i ka mahana kiʻekiʻe a me ka palaho, no ka mea, pili pololei kēia i ka hua huahana a me ke ola. Loaʻa i ka mea SiC ka ikaika kiʻekiʻe, ka paʻakikī kiʻekiʻe, ka coefficient haʻahaʻa o ka hoʻonui ʻana i ka wela, a me ka conductivity wela maikaʻi loa, e lilo ia i mea hoʻolālā wela kiʻekiʻe a me ka semiconductor. Ke hoʻopili ʻia i nā substrates graphite, ʻo kona mau pono:
1) Kūpaʻa ka SiC i ka pala a hiki ke hoʻopuni piha i ka substrate graphite. Pale kona nui kiʻekiʻe i ka hōʻino ʻia mai nā kinoea pala.
2) Loaʻa iā SiC ke alakaʻi wela kiʻekiʻe a me ka ikaika hoʻopaʻa ikaika me ka substrate graphite, e hōʻoiaʻiʻo ana e noho paʻa ana ka uhi ʻana ma hope o nā pōʻaiapuni mahana kiʻekiʻe-haʻahaʻa.
3) Loaʻa iā SiC ke kūpaʻa kemika maikaʻi loa, e pale ana i ka hāʻule ʻana o ka uhi ʻana i nā lewa wela kiʻekiʻe a ʻinoʻino.
Eia kekahi, pono nā umu epitaxial i hana ʻia me nā mea like ʻole i nā pā graphite me nā kikoʻī hana kikoʻī. Pono ke kūlike o ka coefficient hoʻonui wela o ka mea graphite me ka mahana ulu o ka umu epitaxial. No ka laʻana, ʻoiai ke kiʻekiʻe o ka mahana ulu no ka silicon carbide epitaxy, pono nā pā me ke kiʻekiʻe o ka hoʻohālikelike ʻana o ka coefficient hoʻonui wela. ʻOkoʻa iki ka coefficient hoʻonui wela o SiC mai ko graphite, e lilo ia i mea makemake ʻia no ka uhi ʻana i ka ʻili o nā substrates graphite.
Aia ka SiC i nā ʻano kristal he nui, me ka mea maʻamau i kēia manawa ʻo 3C, 4H, a me 6H nā ʻano, e lawelawe ana kēlā me kēia i nā noi like ʻole. No ka laʻana, hoʻohana ʻia ʻo 4H-SiC e hana i nā mea hana mana kiʻekiʻe; ʻO 6H-SiC ka mea paʻa loa a hoʻohana ʻia e hana i nā mea optoelectronic; a ʻo 3C-SiC, ma muli o kona ʻano like me GaN, hoʻohana ʻia e hana i nā papa epitaxial GaN no ka hana ʻana i nā mea hana SiC-GaN RF. Ua kapa pinepine ʻia ʻo 3C-SiC ʻo β-SiC. ʻO kahi noi nui o β-SiC ma ke ʻano he mea ʻili lahilahi a me ka uhi; no laila, ʻo β-SiC i kēia manawa ka mea mua i hoʻohana ʻia no nā uhi.
Ma ke ʻano he mea hoʻopau maʻamau i ka hana semiconductor, hoʻohana nui ʻia nā uhi SiC i nā kaʻina hana e like me ka hoʻomākaukau ʻana o ka substrate, epitaxy, oxidation and diffusion, etching, a me ka implantation ion. Pono nā waiwai kino a me nā kemika o ka uhi e hoʻokō i nā koi koʻikoʻi no ke kūpaʻa wela kiʻekiʻe a me ke kūpaʻa ʻana i ka corrosion, no ka mea, pili pololei kēia i ka hua huahana a me ke ola. No laila, he mea koʻikoʻi ka hoʻomākaukau ʻana o nā uhi SiC.
Kaʻina hana no ka hoʻomākaukau ʻana i nā uhi Silicon Carbide
I kēia manawa, ʻo nā ʻano hana mua no ka hoʻomākaukau ʻana i nā uhi SiC e komo pū ana me ke ʻano sol-gel, ke ʻano hoʻokomo, ka uhi ʻana i ka pulupulu, ka pīpī plasma, ka hana mahu kemika (CVR), a me ka waiho ʻana o ka mahu kemika (CVD).
ʻAno Hoʻokomo
ʻO kēia ʻano hana he ʻano sintering paʻa wela kiʻekiʻe. Hoʻohana nui ia i ka hui ʻana o ka pauka silicon (Si) a me ka pauka kalapona (C) ma ke ʻano he pauka hoʻokomo. Hoʻokomo ʻia kahi substrate graphite i loko o ka pauka hoʻokomo a sintered i nā mahana kiʻekiʻe i loko o kahi lewa kinoea inert, a laila hana i kahi uhi SiC ma luna o ka ʻili o ka substrate graphite. Hōʻike kēia ʻano hana i kahi kaʻina hana maʻalahi a me ka hoʻopili maikaʻi ma waena o ka uhi a me ka substrate; akā naʻe, hōʻike ka uhi i ka like ʻole ma ke kuhikuhi mānoanoa a he maʻalahi hoʻi i ka hoʻomohala ʻana i nā pores he nui, e hopena ana i ka pale ʻana i ka oxidation maikaʻi ʻole.
ʻAno Uhi Palaki
ʻO ke ʻano o ka uhi ʻana o ka pulumu e pili ana i ka hoʻopili ʻana i ka mea maka wai i ka ʻili o ka substrate graphite, a ukali ʻia e ka hoʻōla ʻana i ka mea ma kahi mahana kikoʻī e hana i ka uhi. He maʻalahi kēia ʻano hana a he kūpono hoʻi ke kumukūʻai; akā naʻe, hōʻike ka uhi hopena i ka pipili nāwaliwali i ka substrate, ʻaʻole like ka like, a he lahilahi me ka pale ʻana i ka oxidation haʻahaʻa, e pono ai nā ʻano hana hou.
Ke ʻano pīpī plasma
ʻO ke ʻano pīpī plasma e pili ana i ka hoʻohana ʻana i kahi pū plasma e pīpī i nā mea maka i hoʻoheheʻe ʻia a i ʻole semi-melten ma luna o ka ʻili o ka substrate graphite, a laila paʻa a hoʻopaʻa ʻia e hana i kahi uhi. He maʻalahi kēia ʻano hana e hana a hiki ke hana i nā uhi silicon carbide mānoanoa; akā naʻe, ʻo nā uhi hopena he lahilahi pinepine, e alakaʻi ana i ka pale ʻana i ka oxidation maikaʻi ʻole. No laila, hoʻohana pinepine ʻia ia i ka hoʻomākaukau ʻana o nā uhi composite SiC e hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ka uhi ʻana.
Ke ʻano hana Gel-Sol
ʻO ke ʻano gel-sol e pili ana i ka hoʻomākaukau ʻana i kahi hopena sol like a moakaka e uhi i ka ʻili o ka substrate. Ma hope o ka maloʻo ʻana i loko o kahi gel, ua sintered ʻia ka mea e hana i ka uhi. He maʻalahi kēia ʻano hana e hana a he haʻahaʻa ke kumukūʻai; akā naʻe, ʻeha nā uhi hopena i nā drawbacks e like me ke kūpaʻa haʻalulu wela haʻahaʻa a me kahi ʻano e haki ai, e kaupalena ana i kā lākou hoʻohana ākea.
Ke ʻano hana hoʻoheheʻe kemika (CVR)
Hoʻohana nui ʻo CVR i nā pauka Si a me SiO₂ e hana i ka mahu SiO₂ ma nā mahana kiʻekiʻe, e hoʻoulu ana i kahi moʻo o nā hopena kemika ma ka ʻili o ka substrate Si e hana i kahi uhi SiC. ʻO ka uhi SiC i hana ʻia e kēia ʻano hana e hoʻopaʻa pono i ka substrate; akā naʻe, kiʻekiʻe ka mahana o ka hopena, a kiʻekiʻe nō hoʻi ke kumukūʻai.
Ka Waiho ʻana o ka Mahu Kemika (CVD)
ʻO CVD i kēia manawa ka ʻenehana mua no ka hoʻomākaukau ʻana i nā uhi SiC ma nā ʻili substrate. ʻO ke kaʻina hana nui e pili ana i kahi moʻo o nā hopena physicochemical ma waena o nā reactants gaseous a me ka ʻili substrate, a ʻo ka hopena ka waiho ʻana o kahi uhi SiC. ʻO nā uhi SiC i hana ʻia e ka ʻenehana CVD e hoʻopaʻa pono i ka ʻili substrate a hiki ke hoʻomaikaʻi pono i ke kūpaʻa oxidation o ka mea substrate a me ke kūpaʻa ablation; akā naʻe, pono kēia ʻano hana i kahi manawa waiho lōʻihi, a loaʻa i nā kinoea hopena kekahi mau ʻāpana ʻawahia.
Nā ʻano hou i nā uhi SiC
Hoʻohana nui ʻia nā uhi SiC ma ke ʻano he mea hoʻopau i ka hana semiconductor, me nā ana hana koʻikoʻi e pili ana i ke ʻano like o ka uhi ʻana, ka coefficient o ka hoʻonui ʻana o ka thermal, a me ka conductivity thermal. ʻOiai he nui ka noi kūloko no nā uhi SiC ma Kina, ʻaʻole i oʻo ka ʻenehana. Ma nā ʻāina ʻē, hoʻokahi wale nō hui US e hana nei ma kēia kahua, a he pipiʻi loa kāna huahana.
Nā waʻa anianihe mau mea hoʻopau i hoʻohana ʻia i ka hana epitaxial e hiki ke pani i ka graphite i uhi ʻia me SiC, ʻoiai he liʻiliʻi ka nui o ka mākeke. ʻO ka mea aʻe ʻo TaC-coated graphite, kahi e hāʻawi ai i ka pale ʻana i ka pala kemika ma mua o ka graphite ʻōlohelohe a i ʻole ka graphite i uhi ʻia me SiC, akā he pipiʻi loa ia a aia nō i nā pae mua o ka hoʻomohala ʻana. I kēia manawa, ʻo nā ʻoihana kūloko e like meLiufang semiconductor, Semicera, a meʻO Vetek Semiconductorke komo nei i ka R&D ma kēia ʻāpana.
Ka manawa hoʻouna: Mei-20-2026