Mmetụta nke Okpomọkụ Dị Iche Iche na Uto nke Mkpuchi CVD SiC

Gịnị bụ mkpuchi CVD SiC?

Ndobe anwụrụ kemịkalụ (CVD) bụ usoro ndobe anwụrụ ọkụ nke e ji emepụta ihe siri ike dị elu. A na-ejikarị usoro a eme ihe n'ọhịa mmepụta semiconductor iji mepụta ihe nkiri dị gịrịgịrị n'elu wafers. N'usoro ịkwadebe silicon carbide site na CVD, a na-ekpughe substrate ahụ na otu ma ọ bụ karịa ihe ndị na-agbanwe agbanwe, nke na-emeghachi omume na kemịkalụ n'elu substrate ahụ iji tinye ihe ndị achọrọ na silicon carbide. N'ime ọtụtụ ụzọ e si akwadebe ihe silicon carbide, ngwaahịa ndị e ji ihe ... na-adịghị ọcha mee, ha nwere otu nha na ịdị ọcha dị elu, usoro a nwekwara ike ijikwa usoro ya nke ọma. Ihe CVD silicon carbide nwere ngwakọta pụrụ iche nke ihe ndị dị mma maka okpomọkụ, eletriki na kemịkalụ, na-eme ka ha dị mma maka ojiji na ụlọ ọrụ semiconductor ebe achọrọ ihe ndị dị elu. A na-eji ihe ndị dị na CVD silicon carbide eme ihe nke ukwuu na akụrụngwa etching, akụrụngwa MOCVD, akụrụngwa Si epitaxial na akụrụngwa SiC epitaxial, ngwa nhazi okpomọkụ ngwa ngwa na ubi ndị ọzọ.

Isiokwu a lekwasịrị anya n'inyocha ịdị mma nke ihe nkiri dị gịrịgịrị a kụrụ n'okpomọkụ usoro dị iche iche n'oge nkwadebe nkeMkpuchi CVD SiC, iji họrọ okpomọkụ usoro kachasị mma. Nnwale ahụ na-eji graphite dị ka ihe ndabere na trichloromethylsilane (MTS) dị ka gas isi iyi mmeghachi omume. A na-etinye mkpuchi SiC site na usoro CVD dị ala, yana micromorphology nkeMkpuchi CVD SiCA na-ahụ ya site na iji igwe onyonyo eletrọn iji nyochaa njupụta nhazi ya.

Ebe ọ bụ na okpomọkụ elu nke ihe mejupụtara graphite dị oke elu, a ga-ewepụ ma wepụ gas dị n'etiti ma ọ bụ gas ahụ site na elu ihe mejupụtara ya, n'ikpeazụ C na Si fọdụrụ n'elu ihe mejupụtara ya ga-emepụta SiC siri ike iji mepụta mkpuchi SiC. Dịka usoro uto CVD-SiC dị n'elu si dị, a pụrụ ịhụ na okpomọkụ ga-emetụta mgbasa nke gas, mmebi nke MTS, nhazi nke ntapụ mmiri na mwepụ na mwepụ nke gas dị n'etiti, yabụ okpomọkụ itinye ga-arụ ọrụ dị mkpa na ọdịdị nke mkpuchi SiC. Ọdịdị obere ihe mejupụtara nke ihe mejupụtara ya bụ ngosipụta kachasị aghọta nke njupụta nke ihe mejupụtara ya. Ya mere, ọ dị mkpa ịmụ mmetụta nke okpomọkụ itinye dị iche iche na ọdịdị obere ihe mejupụtara nke mkpuchi CVD SiC. Ebe ọ bụ na MTS nwere ike ịgbaze ma tinye mkpuchi SiC n'etiti 900~1600℃, nnwale a na-ahọrọ okpomọkụ ntinye ise nke 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃ na 1300℃ maka nkwadebe mkpuchi SiC iji mụọ mmetụta nke okpomọkụ na mkpuchi CVD-SiC. E gosipụtara paramita ndị a kapịrị ọnụ na Tebụl 3. Foto nke 2 na-egosi ọdịdị microscopic nke mkpuchi CVD-SiC a kụrụ na okpomọkụ ntinye dị iche iche.

Mgbe okpomọkụ nke ihe e tinyere n'ime ya ruru 900℃, SiC niile na-etolite n'ụdị eriri. A pụrụ ịhụ na dayameta nke otu eriri dị ihe dị ka 3.5μm, oke akụkụ ya dịkwa ihe dị ka 3 (<10). Ọzọkwa, ọ bụ ọtụtụ ihe nano-SiC mejupụtara ya, ya mere ọ bụ nke polycrystalline SiC nhazi, nke dị iche na nanọị SiC ọdịnala na ajị SiC otu kristal. SiC eriri a bụ ntụpọ nhazi nke paramita usoro na-enweghị isi kpatara. A pụrụ ịhụ na nhazi nke mkpuchi SiC a dị nro, enwerekwa ọtụtụ pores n'etiti SiC eriri, njupụta ya dịkwa obere. Ya mere, okpomọkụ a adabaghị maka nkwadebe nke mkpuchi SiC siri ike. Ọtụtụ mgbe, ntụpọ nhazi SiC eriri na-akpata site na obere okpomọkụ nke ihe e tinyere n'ime ya. Na obere okpomọkụ, obere molekul ndị a na-etinye n'elu ihe e tinyere n'ime ya nwere obere ike na ikike mbugharị adịghị mma. Ya mere, obere molekul na-agagharị ma na-eto ruo na ike kachasị ala nke mkpụrụ SiC (dịka nsọtụ ọka). Uto na-aga n'ihu na-emecha mepụta ntụpọ nhazi nke eriri afọ nke SiC.

Nkwadebe nke mkpuchi CVD SiC:

Nke mbụ, a na-etinye ihe e ji graphite mee n'ime ọkụ ikuku dị elu ma debe ya na 1500℃ maka awa 1 n'ime ikuku Ar maka iwepụ ntụ. Mgbe ahụ, a na-ebipụ ihe e ji graphite mee ihe n'ime blọk nke 15x15x5mm, a na-etekwa elu blọk graphite ahụ na akwụkwọ ájá 1200-mesh iji wepụ oghere elu nke SiC. A na-asa blọk graphite a gwọrọ agwọ na ethanol anhydrous na mmiri a gwakọtara agwakọta, wee tinye ya na oven na 100℃ maka ịkpọ nkụ. N'ikpeazụ, a na-etinye ihe e ji graphite mee n'ebe okpomọkụ bụ isi nke ọkụ tubular maka itinye ihe n'ime SiC. E gosiri eserese eserese nke sistemụ itinye ihe n'ime anwụrụ kemịkalụ na Foto 1.

IheMkpuchi CVD SiCA hụrụ ya site na iji igwe nyocha eletrọn iji nyochaa nha na njupụta nke ihe ndị dị na ya. Na mgbakwunye, agbakọrọ ọnụego ntinye nke mkpuchi SiC dịka usoro dị n'okpuru si dị: VSiC=(m2-m1)/(Sxt)x100% VSiC=Ọnụego ntinye; m2–oke nke ihe nlele mkpuchi (mg); m1–oke nke ihe mejupụtara (mg); Mpaghara elu S nke ihe mkpuchi ahụ (mm2); t-oge itinye ego (h).   CVD-SiC dị mgbagwoju anya, a pụkwara ịchịkọta usoro a dịka ndị a: n'oge okpomọkụ dị elu, MTS ga-agafe okpomọkụ iji mepụta isi iyi carbon na obere molekul silicon. Mkpụrụ ndụ ihe nketa carbon gụnyere CH3, C2H2 na C2H4, mkpụrụ ndụ ihe nketa silicon gụnyere SiCI2, SiCI3, wdg; a ga-ebuga obere molekul carbon na silicon ndị a gaa n'elu ihe nketa graphite site na gas na gas na-agbaze, mgbe ahụ, a ga-etinye obere molekul ndị a n'elu ihe nketa ahụ n'ụdị adsorption, mgbe ahụ, mmeghachi omume kemịkalụ ga-eme n'etiti obere molekul iji mepụta obere molekul ndị na-eto nwayọ nwayọ, ụmụ irighiri ihe ndị ahụ ga-agbakọtakwa, mmeghachi omume ahụ ga-esokwa ya na mmepụta nke ngwaahịa ndị dị n'etiti (HCl gas); Mgbe okpomọkụ ruru 1000 ℃, njupụta nke mkpuchi SiC na-akawanye mma nke ukwuu. A pụrụ ịhụ na ọtụtụ mkpuchi ahụ bụ mkpụrụ SiC (ihe dị ka 4μm n'ogo), mana a na-ahụkwa ụfọdụ ntụpọ SiC nke nwere eriri, nke na-egosi na uto SiC ka dị n'akụkụ na okpomọkụ a, mkpuchi ahụ ka dịkwa oke. Mgbe okpomọkụ ahụ ruru 1100 ℃, a pụrụ ịhụ na mkpuchi SiC dị oke oke, ntụpọ SiC nke nwere eriri ahụ apụọla kpamkpam. Mkpuchi ahụ bụ mkpụrụ SiC dị ka droplet nwere dayameta nke ihe dị ka 5 ~ 10 μm, nke ejikọtara ọnụ nke ọma. Elu nke mkpụrụ ahụ siri ike nke ukwuu. Ọ mejupụtara ọtụtụ mkpụrụ SiC nano-scale. N'ezie, usoro uto CVD-SiC na 1100 ℃ abụrụla nke a na-achịkwa mbufe oke. Obere mkpụrụ ndụ ndị a na-etinye n'elu ihe mkpuchi ahụ nwere ike na oge zuru oke iji nucleate ma too ghọọ mkpụrụ SiC. Mkpụrụ SiC na-etolite nnukwu ntụpọ n'otu aka ahụ. N'okpuru ọrụ nke ike elu, ọtụtụ n'ime ụmụ irighiri mmiri na-adị ka okirikiri, a na-ejikọkwa ụmụ irighiri mmiri ahụ nke ọma iji mepụta mkpuchi SiC dị oke arọ. Mgbe okpomọkụ ruru 1200℃, mkpuchi SiC dịkwa oke, mana ọdịdị SiC na-aghọ ọtụtụ ihe, elu mkpuchi ahụ na-adịkwa ka ọ dị nkọ. Mgbe okpomọkụ ahụ ruru 1300℃, a na-ahụ ọtụtụ ihe ndị dị gburugburu nkịtị nwere dayameta nke ihe dị ka 3μm n'elu ihe ndị dị na graphite. Nke a bụ n'ihi na n'okpomọkụ a, agbanweela SiC ka ọ bụrụ nucleation gas, ọnụego mmebi MTS dịkwa ngwa ngwa. Obere molekul emeela ihe ma mepụta mkpụrụ SiC tupu ha abanye n'elu ihe ndị dị na ya. Mgbe mkpụrụ osisi ahụ kpụrụ ihe ndị dị gburugburu, ha ga-ada n'okpuru, na-emesịa mee ka ihe mkpuchi SiC dị nro nke nwere njupụta na-adịghị mma. N'ụzọ doro anya, enweghị ike iji 1300℃ dị ka okpomọkụ na-etolite nke mkpuchi SiC dị oke njọ. Ntụnyere zuru oke na-egosi na ọ bụrụ na a ga-akwadebe mkpuchi SiC dị oke njọ, okpomọkụ nchekwa CVD kacha mma bụ 1100℃.

Foto nke 3 na-egosi ọnụego ntinye nke mkpuchi CVD SiC na okpomọkụ ntinye dị iche iche. Ka okpomọkụ ntinye na-abawanye, ọnụego ntinye nke mkpuchi SiC na-ebelata nwayọ nwayọ. Ọnụego ntinye na 900°C bụ 0.352 mg·h-1/mm2, uto nke eriri na-edugakwa na ọnụego ntinye ngwa ngwa. Ọnụego ntinye nke mkpuchi nwere njupụta kachasị elu bụ 0.179 mg·h-1/mm2. N'ihi ntinye nke ụfọdụ ihe SiC, ọnụego ntinye na 1300°C bụ nke kacha ala, naanị 0.027 mg·h-1/mm2.   Mmechi: Okpomọkụ nchekwa CVD kacha mma bụ 1100℃. Okpomọkụ dị ala na-akwalite uto ntụziaka nke SiC, ebe okpomọkụ dị elu na-eme ka SiC mepụta mkpuchi uzuoku ma na-eme ka mkpuchi ahụ dị obere. Site na mmụba nke okpomọkụ nchekwa, ọnụego nchekwa nkeMkpuchi CVD SiCnwayọọ nwayọọ na-ebelata.