Waa maxay dahaarka CVD SiC?
Kaydinta uumiga kiimikada (CVD) waa hab lagu kaydiyo faaruq ah oo loo isticmaalo in lagu soo saaro agab adag oo saafi ah. Habkan waxaa badanaa loo isticmaalaa goobta wax soo saarka semiconductor-ka si loo sameeyo filimaan khafiif ah oo dusha sare ee wafers-ka. Inta lagu jiro diyaarinta carbide-ka silicon ee CVD, substrate-ka waxaa la kulmaa hal ama in ka badan oo horusocodyo isbeddelaya, kuwaas oo si kiimiko ah uga falceliya dusha sare ee substrate-ka si loogu shubo kaydadka carbide-ka silicon ee la rabo. Hababka badan ee loo diyaariyo agabka carbide-ka silicon, alaabada lagu diyaariyo kaydinta uumiga kiimikada waxay leeyihiin isku midnimo iyo daahirnimo sare, habkanina wuxuu leeyahay xakameyn xooggan oo habka ah. Qalabka CVD silicon carbide waxay leeyihiin isku-darka gaarka ah ee sifooyinka kulaylka, korontada iyo kiimikada ee aadka u fiican, taasoo ka dhigaysa kuwo aad ugu habboon in loo isticmaalo warshadaha semiconductor-ka halkaas oo loo baahan yahay agab tayo sare leh. Qaybaha CVD silicon carbide waxaa si weyn loogu isticmaalaa qalabka wax lagu qoro, qalabka MOCVD, qalabka Si epitaxial iyo qalabka epitaxial SiC, qalabka wax lagu farsameeyo kulaylka degdega ah iyo meelaha kale.
Maqaalkani wuxuu diiradda saarayaa falanqaynta tayada filimada khafiifka ah ee lagu beero heerkulka habka kala duwan inta lagu jiro diyaarintaDahaarka CVD SiC, si loo doorto heerkulka habka ugu habboon. Tijaabadu waxay u isticmaashaa garaafit ahaan substrate-ka iyo trichloromethylsilane (MTS) sida gaaska isha falgalka. Dahaarka SiC waxaa lagu shubaa habka CVD ee cadaadiska hooseeya, iyo qaab-dhismeedka micromorphology-gaDahaarka CVD SiCwaxaa lagu arkayaa iyadoo la sawirayo mikroskoobka elektarooniga si loo falanqeeyo cufnaanta qaab-dhismeedkiisa.
Maadaama heerkulka dusha sare ee substrate-ka graphite uu aad u sarreeyo, gaaska dhexe waa la nuugi doonaa oo laga saari doonaa dusha sare ee substrate-ka, ugu dambeyntiina C iyo Si oo ku haray dusha sare ee substrate-ka ayaa samayn doona wejiga adag ee SiC si ay u sameeyaan dahaarka SiC. Sida ku cad habka korriinka CVD-SiC ee kor ku xusan, waxaa la arki karaa in heerkulku uu saameyn doono faafitaanka gaaska, kala-goynta MTS, sameynta dhibcaha iyo kala-goynta iyo sii deynta gaaska dhexe, sidaa darteed heerkulka dhigista ayaa door muhiim ah ka ciyaari doona qaab-dhismeedka dahaarka SiC. Qaab-dhismeedka yar yar ee dahaarka ayaa ah muujinta ugu dareenka badan ee cufnaanta dahaarka. Sidaa darteed, waxaa lagama maarmaan ah in la barto saameynta heerkulka dhigista kala duwan ee qaab-dhismeedka yar yar ee dahaarka CVD SiC. Maadaama MTS ay burburin karto oo ay dhigi karto dahaarka SiC inta u dhaxaysa 900 ~ 1600℃, tijaabadani waxay doorataa shan heerkul oo dhigista ah oo ah 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃ iyo 1300℃ si loogu diyaariyo dahaarka SiC si loo barto saameynta heerkulka ee dahaarka CVD-SiC. Xuduudaha gaarka ah waxaa lagu muujiyay Shaxda 3. Jaantuska 2 wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka mikroskoobka ee dahaarka CVD-SiC ee lagu beeray heerkulka dhigista ee kala duwan.
Marka heerkulka dhigista uu yahay 900℃, dhammaan SiC waxay u koraan qaabab faybar ah. Waxaa la arki karaa in dhexroorka hal faybar uu yahay qiyaastii 3.5μm, saamiga muuqaalkiisuna uu yahay qiyaastii 3 (<10). Intaa waxaa dheer, waxay ka kooban tahay walxo nano-SiC ah oo aan la tirin karin, sidaa darteed waxay ka tirsan tahay qaab-dhismeedka SiC polycrystalline, kaas oo ka duwan nanowires-ka SiC ee dhaqameed iyo shabaqyada SiC ee hal-kristaalka ah. SiC-gan oo ah fibre waa cillad qaab-dhismeed oo ay sababaan xuduudaha habka aan macquulka ahayn. Waxaa la arki karaa in qaab-dhismeedka dahaarkan SiC uu yahay mid dabacsan, waxaana jira tiro badan oo daloollo ah oo u dhexeeya SiC-ga fiiberka leh, cufnaantana aad ayay u hooseysaa. Sidaa darteed, heerkulkani kuma habboona diyaarinta dahaarka SiC ee cufan. Caadi ahaan, cilladaha qaab-dhismeedka SiC ee fiiberka leh waxaa sababa heerkulka dhigista oo aad u hooseeya. Heerkulka hooseeya, molecules-ka yaryar ee ku nuuga dusha sare ee substrate-ka waxay leeyihiin tamar yar iyo awood socdaal oo liidata. Sidaa darteed, molecules-ka yaryar waxay u muuqdaan inay u guuraan oo ay u koraan tamarta dusha sare ee ugu hooseysa ee miraha SiC (sida caarada hadhuudhka). Kobaca jihada ee joogtada ah ugu dambeyntii wuxuu sameeyaa cillado qaab-dhismeed oo fiiqan oo SiC ah.
Diyaarinta Dahaarka CVD SiC:
Marka hore, substrate-ka graphite-ka waxaa la dhigayaa foorno faakiyuum heerkul sare leh waxaana lagu hayaa 1500℃ muddo 1 saac ah jawi Ar ah si looga saaro dambaska. Kadib baloogga graphite-ka waxaa loo gooyaa baloog 15x15x5mm ah, dusha sare ee baloogga graphite-kana waxaa lagu rinjiyeeyaa warqad ciid ah oo 1200-mesh ah si looga saaro daloolada dusha sare ee saameeya dhigista SiC. Baloogga graphite-ka ee la daweeyay waxaa lagu dhaqaa ethanol aan biyo lahayn iyo biyo la safeeyey, ka dibna waxaa la dhigaa foorno 100℃ ah si loo qalajiyo. Ugu dambeyntii, substrate-ka graphite-ka waxaa la dhigayaa aagga heerkulka ugu weyn ee foornada tuubada si loogu kaydiyo SiC. Jaantuska jaantuska ee nidaamka dhigista uumiga kiimikada waxaa lagu muujiyay Jaantuska 1.
TheDahaarka CVD SiCwaxaa lagu arkay iyadoo la sawirayo mikroskoobka elektarooniga si loo falanqeeyo cabbirka iyo cufnaanta walxaha. Intaa waxaa dheer, heerka dhigaalka ee dahaarka SiC waxaa lagu xisaabiyay iyadoo loo eegayo qaacidada hoose: VSiC=(m2-m1)/(Sxt)x100% VSiC= Heerka dhigista; m2-cufnaanta muunadda dahaarka (mg); m1–cufka substrate-ka (mg); Bedka dusha sare ee S ee substrate-ka (mm2); t- waqtiga dhigista (h). CVD-SiC waa mid aad u adag, habkana waxaa lagu soo koobi karaa sidan soo socota: heerkulka sare, MTS waxay mari doontaa kala-baxa kulaylka si ay u sameeyaan ilo kaarboon iyo ilo silikoon ah molecules yar yar. Molecules yar yar ee isha kaarboonku waxay inta badan ka kooban yihiin CH3, C2H2 iyo C2H4, molecules yar yar ee isha silikoonkuna waxay inta badan ka kooban yihiin SiCI2, SiCI3, iwm.; molecules yar yar ee isha kaarboonka iyo isha silikoonka ayaa markaa loo qaadi doonaa dusha sare ee substrate-ka garaafiga iyadoo la adeegsanayo gaaska side iyo gaaska milmaya, ka dibna molecules-kan yar yar waxaa lagu nuugi doonaa dusha sare ee substrate-ka qaab nuugid ah, ka dibna falgallada kiimikada ayaa ka dhici doona inta u dhaxaysa molecules-ka yaryar si ay u sameeyaan dhibco yaryar oo si tartiib tartiib ah u koraya, dhibcaha ayaa sidoo kale isku milmi doona, falgalkana waxaa la socon doona sameynta wax soo saar dhexdhexaad ah (gaaska HCl); Marka heerkulku gaaro 1000 ℃, cufnaanta dahaarka SiC aad ayaa loo hagaajiyaa. Waxaa la arki karaa in inta badan dahaarka uu ka kooban yahay iniinyaha SiC (qiyaastii 4μm cabbir ahaan), laakiin waxaa sidoo kale la helaa cillado SiC oo fiiqan, taasoo muujinaysa in weli uu jiro korriin jiho ah oo SiC ah heerkulkan, dahaarkana weli ma aha mid cufan. Marka heerkulku gaaro 1100 ℃, waxaa la arki karaa in dahaarka SiC uu aad u cufan yahay, cilladaha SiC ee fiiqanna ay gebi ahaanba baaba'een. Dahaarka wuxuu ka kooban yahay walxo SiC oo qaab dhibic leh oo leh dhexroor qiyaastii 5 ~ 10μm ah, kuwaas oo si adag loo isku daray. Dusha sare ee walxaha waa mid aad u qallafsan. Waxay ka kooban tahay iniinyo SiC oo aan la tirin karin oo nano-scale ah. Xaqiiqdii, habka koritaanka CVD-SiC ee 1100 ℃ wuxuu noqday mid la xakameeyay wareejinta tirada. Molecules-ka yaryar ee ku dhuuban dusha sare ee substrate-ka waxay leeyihiin tamar iyo waqti ku filan oo ay ku nucleate-gareeyaan oo ay u koraan iniinyaha SiC. Midhaha SiC si isku mid ah ayay u sameeyaan dhibco waaweyn. Inta ay socoto shaqada tamarta dusha sare, inta badan dhibcaha waxay u muuqdaan kuwo wareegsan, dhibcahana si adag ayaa loo isku daraa si ay u sameeyaan dahaar SiC ah oo cufan. Marka heerkulku gaaro 1200℃, dahaarka SiC sidoo kale waa cufan yahay, laakiin qaab-dhismeedka SiC wuxuu noqdaa mid badan oo geeso leh oo dusha sare ee dahaarka u muuqda mid qallafsan. Marka heerkulku kordho 1300℃, tiro badan oo walxo wareegsan oo joogto ah oo dhexroorkoodu yahay qiyaastii 3μm ayaa laga helaa dusha sare ee substrate-ka garaafka. Tani waa sababta oo ah heerkulkan, SiC waxaa loo beddelay nucleation marxaladda gaaska, heerka kala-goynta MTS-na aad buu u dhakhso badan yahay. Molecules-ka yaryar ayaa falceliyay oo nucleated sameeyay si ay u sameeyaan miraha SiC ka hor inta aysan ku milmin dusha sare ee substrate-ka. Ka dib marka miraha ay sameeyaan walxo wareegsan, waxay hoos u dhici doonaan, ugu dambeyntiina waxay keenaysaa dahaar walxaha SiC dabacsan oo leh cufnaan liidata. Sida iska cad, 1300℃ looma isticmaali karo heerkulka sameynta dahaarka SiC ee cufan. Isbarbardhig dhammaystiran ayaa muujinaya in haddii dahaarka SiC ee cufan la diyaarinayo, heerkulka kaydinta CVD ee ugu fiican waa 1100℃.
Jaantuska 3aad wuxuu muujinayaa heerka dhigista ee dahaarka CVD SiC heerkulka dhigista ee kala duwan. Marka heerkulka dhigista uu kordho, heerka dhigista ee dahaarka SiC ayaa si tartiib tartiib ah hoos ugu dhacaya. Heerka dhigista ee 900°C waa 0.352 mg·h-1/mm2, koritaanka jihada ee fiilooyinkana wuxuu horseedaa heerka dhigista ugu dhaqsaha badan. Heerka dhigista ee dahaarka leh cufnaanta ugu badan waa 0.179 mg·h-1/mm2. Sababtoo ah dhigista qaar ka mid ah walxaha SiC, heerka dhigista ee 1300°C waa kan ugu hooseeya, kaliya 0.027 mg·h-1/mm2. Gunaanad: Heerkulka ugu fiican ee dhigista CVD waa 1100℃. Heerkulka hooseeya wuxuu kor u qaadaa koritaanka jihada ee SiC, halka heerkulka sare uu keeno in SiC uu soo saaro dhigista uumiga oo uu keeno dahaadh yar. Marka heerkulka dhigista uu kordho, heerka dhigistaDahaarka CVD SiCsi tartiib tartiib ah ayuu u yaraadaa.
Waqtiga boostada: Maajo-26-2025