ئېپىتاكسىيال قەۋەت ئېپىتاكسىيال جەريان ئارقىلىق ۋافېر ئاساسىغا ئۆستۈرۈلگەن ئالاھىدە بىر خىل كرىستاللىق نېپىز پەردە؛ ئاساسىي ۋافېر ۋە ئېپىتاكسىيال پەردە بىرلىكتە ئېپىتاكسىيال ۋافېر دەپ ئاتىلىدۇ. بۇلارنىڭ ئىچىدە، ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىي كاربىد ئاساسىغا كرېمنىي كاربىد ئېپىتاكسىيال قەۋىتىنى ئۆستۈرۈش بىر خىل كرېمنىي كاربىد ئېپىتاكسىيال ۋافېرنى ھاسىل قىلىدۇ، بۇ ۋافېرنى تېخىمۇ كۆپ Schottky دىئودى، MOSFET ۋە IGBT قاتارلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىگە ياسىغىلى بولىدۇ. ئەڭ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان ئاساسىي ۋافېر تىپى 4H-SiC ئاساسى.
دېگۈدەك بارلىق ئۈسكۈنىلەر ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەردە ياسىلىدىغان بولغاچقا، ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ سۈپىتى ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىقتىدارىغا زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ سۈپىتىگە كىرىستال ۋە ئاساسنى پىششىقلاش تەسىر كۆرسىتىدۇ، بۇ ئۇنى كەسىپتىكى مۇھىم بىر باسقۇچقا قويىدۇ ۋە ئۇنىڭ تەرەققىياتىدا مۇھىم رول ئوينايدۇ.
كرېمنىي كاربىد ئېپىتاكسىيال قەۋىتىنى تەييارلاشنىڭ ئاساسلىق ئۇسۇللىرى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ: پارغا چۆكمە قىلىش؛ سۇيۇق باسقۇچلۇق ئېپىتاكسىيە (LPE)؛ مولېكۇلا نۇرلۇق ئېپىتاكسىيە (MBE)؛ ۋە خىمىيىلىك پارغا چۆكمە قىلىش (CVD). بۇلارنىڭ ئىچىدە، خىمىيىلىك پارغا چۆكمە قىلىش (CVD) 4H-SiC بىر خىل ئېپىتاكسىيە ئۈچۈن ئەڭ كەڭ قوللىنىلىدىغان ئۇسۇل. 4H-SiC CVD ئېپىتاكسىيىسى ئادەتتە CVD ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلىتىدۇ، بۇ يۇقىرى ئۆسۈش تېمپېراتۇرىسى ئاستىدا 4H-SiC كرىستال قۇرۇلمىسىنىڭ داۋاملىقلىقىنى كاپالەتلەندۈرىدۇ.
CVD ئۈسكۈنىلىرىدە، ئاساسىي تاختىنى بىۋاسىتە مېتال يۈزىگە قويۇشقا ياكى ئېپىتاكسىيەلىك چۆكمە قىلىش ئۈچۈن ئاساسىي تاختىغا قويۇشقا بولمايدۇ، چۈنكى بۇ گاز ئېقىمى يۆنىلىشى (گورىزونتال، تىك)، تېمپېراتۇرا، بېسىم، فىكىساتسىيە ۋە تۆكۈلگەن زەررىچىلەردىن بۇلغىنىش قاتارلىق ھەر خىل تەسىر كۆرسىتىدىغان ئامىللارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. شۇڭا، تىرەك ئاساسى لازىم؛ ئاساسىي تاختى تەخسىگە قويۇلىدۇ، ئاندىن CVD تېخنىكىسى ئارقىلىق ئاساسىي تاختىغا ئېپىتاكسىيەلىك چۆكمە قىلىنىدۇ. بۇ تىرەك ئاساسى SiC بىلەن قاپلانغان گرافىت ئاساسى.
گرافىت ئاساسىي قىسمىنىڭ ئاساسلىق تەركىبىي قىسمى بولۇش سۈپىتى بىلەن، ئۇ يۇقىرى سېلىشتۇرما كۈچى ۋە سېلىشتۇرما مودۇلىغا ئىگە، شۇنداقلا ياخشى ئىسسىقلىق سوقۇلۇشى ۋە چىرىشكە چىداملىق. قانداقلا بولمىسۇن، ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا، گرافىت چىرىش گازلىرى ۋە قالغان ئورگانومېتال بىرىكمىلىرى سەۋەبىدىن چىرىش ۋە پاراشوك تۆكۈلۈشكە ئۇچرايدۇ، بۇ ئاساسنىڭ ئىشلىتىش ئۆمرىنى زور دەرىجىدە قىسقارتىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، تۆكۈلگەن گرافىت پاراشوكى پارچىلارنى بۇلغىشى مۇمكىن. كرېمنىي كاربىد ئېپىتاكسىيال ۋافلىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشتا، گرافىت ماتېرىياللىرىغا بولغان بارغانسېرى قاتتىق تەلەپلەرنى قاندۇرۇش بارغانسېرى قىيىنلىشىپ، ئۇلارنىڭ تەرەققىياتى ۋە ئەمەلىي قوللىنىلىشىنى قاتتىق چەكلەپ قويدى. شۇڭا،قاپلاش تېخنىكىسىھەل قىلىش چارىسى سۈپىتىدە ئوتتۇرىغا چىقتى.
يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتىدە SiC قاپلىمىلىرىنىڭ ئەۋزەللىكلىرى
قاپلاملارنىڭ فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلىرى يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە چىرىشكە چىداملىق بولۇش تەلىپىگە ئۇيغۇن بولۇشى كېرەك، چۈنكى بۇلار مەھسۇلاتنىڭ مەھسۇلات مىقدارى ۋە ئۆمرىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. SiC ماتېرىيالى يۇقىرى كۈچلۈكلۈك، يۇقىرى قاتتىقلىق، تۆۋەن ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى ۋە ئېسىل ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقىغا ئىگە بولۇپ، ئۇنى مۇھىم يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق قۇرۇلما ۋە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيالغا ئايلاندۇرىدۇ. گرافىت ئاساسلىرىغا ئىشلىتىلگەندە، ئۇنىڭ ئەۋزەللىكلىرى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
1) SiC چىرىشكە چىداملىق بولۇپ، گرافىت ئاساسىنى تولۇق قاپلىيالايدۇ. ئۇنىڭ يۇقىرى زىچلىقى چىرىش گازلىرىنىڭ بۇزۇلۇشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ.
2) SiC يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە گرافىت ئاساسى بىلەن كۈچلۈك باغلىنىش كۈچىگە ئىگە بولۇپ، قايتا-قايتا يۇقىرى-تۆۋەن تېمپېراتۇرا دەۋرىيلىكىدىن كېيىنمۇ قاپلىمىنىڭ پۈتۈنلۈكىنى ساقلايدۇ.
3) SiC يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق، چىرىشچان ئاتموسفېرادا قاپلاشنىڭ بۇزۇلۇشىنىڭ ئالدىنى ئېلىپ، ناھايىتى ياخشى خىمىيىلىك تۇراقلىققا ئىگە.
بۇنىڭدىن باشقا، ھەر خىل ماتېرىياللاردىن ياسالغان ئېپىتاكسىيال ئوچاقلار ئۈچۈن ئالاھىدە ئىقتىدار ئۆلچىمىگە ئىگە گرافىت تەخسىلىرى تەلەپ قىلىنىدۇ. گرافىت ماتېرىيالىنىڭ ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى ئېپىتاكسىيال ئوچاقنىڭ ئۆسۈش تېمپېراتۇرىسىغا ماس كېلىشى كېرەك. مەسىلەن، كرېمنىي كاربىد ئېپىتاكسىيىسىنىڭ ئۆسۈش تېمپېراتۇرىسى يۇقىرى بولغاچقا، ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى يۇقىرى دەرىجىدە ماس كېلىدىغان تەخسىلەر تەلەپ قىلىنىدۇ. SiC نىڭ ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى گرافىتنىڭكىدىن ئانچە پەرقلەنمەيدۇ، شۇڭا ئۇ گرافىت ئاساسىي قەۋىتىنىڭ يۈزىنى قاپلاش ئۈچۈن ئەڭ ياخشى ماتېرىيالغا ئايلىنىدۇ.
SiC كۆپ خىل كىرىستال شەكىلدە مەۋجۇت بولۇپ، ھازىر ئەڭ كۆپ ئۇچرايدىغىنى 3C، 4H ۋە 6H تىپلىرى بولۇپ، ھەر بىرى ئوخشىمىغان قوللىنىشچانلىققا ئىگە. مەسىلەن، 4H-SiC يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىشقا ئىشلىتىلىدۇ؛ 6H-SiC ئەڭ مۇقىم بولۇپ، ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىشقا ئىشلىتىلىدۇ؛ 3C-SiC بولسا GaN غا قۇرۇلمىسى ئوخشاش بولغاچقا، SiC-GaN RF ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن GaN ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنى ئىشلەپچىقىرىشقا ئىشلىتىلىدۇ. 3C-SiC يەنە ئادەتتە β-SiC دەپمۇ ئاتىلىدۇ. β-SiC نىڭ ئاساسلىق ئىشلىتىلىشى نېپىز پەردە ۋە قاپلاش ماتېرىيالى سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ؛ شۇڭا، β-SiC ھازىر قاپلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان ئاساسلىق ماتېرىيال.
يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئىشلەپچىقىرىشتا كۆپ ئىشلىتىلىدىغان SiC قاپلىمىلىرى ئاساسلىقى ئاساسىي ماتېرىيال تەييارلاش، ئېپىتاكسىيە، ئوكسىدلىنىش ۋە تارقىلىش، ئويۇش ۋە ئىئون ئىمپلانتاتسىيەسى قاتارلىق جەريانلاردا ئىشلىتىلىدۇ. قاپلىمىنىڭ فىزىكىلىق ۋە خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلىرى يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا چىداملىق ۋە چىرىشكە چىداملىق بولۇش تەلىپىگە ماس كېلىشى كېرەك، چۈنكى بۇلار مەھسۇلاتنىڭ مەھسۇلات مىقدارى ۋە ئۆمرىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. شۇڭا، SiC قاپلىمىلىرىنى تەييارلاش ئىنتايىن مۇھىم.
كرېمنىي كاربىد قاپلىمىسىنى تەييارلاش جەريانى
ھازىر، SiC قاپلىمىسىنى تەييارلاشنىڭ ئاساسلىق ئۇسۇللىرى سول-گېل ئۇسۇلى، كىرگۈزۈش ئۇسۇلى، چوتكا قاپلىمى، پلازما پۈركۈش، خىمىيىلىك پار رېئاكسىيەسى (CVR) ۋە خىمىيىلىك پار چۆكمىسى (CVD) قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.
كىرگۈزۈش ئۇسۇلى
بۇ ئۇسۇل يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق قاتتىق ھالەتلىك پىلاستىنكىنىڭ بىر خىل تۈرى. ئۇ ئاساسلىقى كرېمنىي (Si) پاراشوكى ۋە كاربون (C) پاراشوكىنىڭ ئارىلاشمىسىنى قىستۇرۇش پاراشوكى سۈپىتىدە ئىشلىتىدۇ. گرافىت ئاساسى قىستۇرۇش پاراشوكىنىڭ ئىچىگە قويۇلۇپ، ئىنېرت گاز ئاتموسفېراسىدا يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا پىلاستىنكىلىنىدۇ، ئاخىرىدا گرافىت ئاساسىنىڭ يۈزىدە SiC قاپلىمىسىنى ھاسىل قىلىدۇ. بۇ ئۇسۇل ئاددىي جەريان ۋە قاپلام بىلەن ئاساسىنىڭ ياخشى چاپلىشىشى بىلەن ئالاھىدىلىككە ئىگە؛ قانداقلا بولمىسۇن، قاپلام قېلىنلىق يۆنىلىشى بويىچە بىردەكلىكنى ساقلاپ قالالمايدۇ ھەمدە نۇرغۇن تۆشۈكلەرنى ھاسىل قىلىشقا مايىل بولۇپ، ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنىڭ تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.
چوتكا بىلەن قاپلاش ئۇسۇلى
چوتكا بىلەن قاپلاش ئۇسۇلى ئاساسلىقى سۇيۇق خام ماتېرىيالنى گرافىت ئاساسىي يۈزىگە سۈرتۈش، ئاندىن ماتېرىيالنى بەلگىلىك تېمپېراتۇرىدا قاتتىقلاشتۇرۇپ قاپلاش ھاسىل قىلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ ئۇسۇل ئاددىي ۋە ئەرزان؛ قانداقلا بولمىسۇن، نەتىجىدە ھاسىل بولغان قاپلاش ئاساسىي يۈزىگە ئاجىز يېپىشىدۇ، بىردەكلىكى ناچار، ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچى تۆۋەن، شۇڭا قوشۇمچە ئۇسۇللارنى قوللىنىشقا توغرا كېلىدۇ.
پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى
پلازما پۈركۈش ئۇسۇلى پلازما تاپانچىسى ئارقىلىق ئېرىگەن ياكى يېرىم ئېرىگەن خام ماتېرىيالنى گرافىت ئاساسىنىڭ يۈزىگە پۈركۈشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، ئاندىن ئۇ قېتىپ، چاپلىشىپ بىر قەۋەت ھاسىل قىلىدۇ. بۇ ئۇسۇلنى ئىشلىتىش ئاسان بولۇپ، نىسبەتەن زىچ كرېمنىي كاربىد قاپلىمىلىرىنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ؛ قانداقلا بولمىسۇن، ھاسىل بولغان قاپلاملار كۆپىنچە بەك نېپىز بولۇپ، ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچىنىڭ تۆۋەنلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. شۇڭا، ئۇ ئادەتتە SiC بىرىكمە قاپلاملىرىنى تەييارلاشتا قاپلام سۈپىتىنى ياخشىلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ.
گېل-سول ئۇسۇلى
گېل-سول ئۇسۇلى ئاساسلىقى ئاساسىي قاتلام يۈزىنى قاپلاش ئۈچۈن بىردەك، سۈزۈك سول ئېرىتمىسى تەييارلاشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. گېلغا قۇرۇغاندىن كېيىن، ماتېرىيال سىنتېرلىنىپ قاپلاش ھاسىل قىلىنىدۇ. بۇ ئۇسۇلنى ئىشلىتىش ئاسان ۋە تەننەرخى نىسبەتەن تۆۋەن؛ قانداقلا بولمىسۇن، نەتىجىدە ھاسىل بولغان قاپلاشلار تۆۋەن ئىسسىقلىق سوقۇلۇشىغا چىداملىق ۋە يېرىلىشقا مايىل بولۇش قاتارلىق كەمچىلىكلەرگە ئىگە بولۇپ، ئۇلارنىڭ كەڭ كۆلەمدە قوللىنىلىشىنى چەكلەيدۇ.
خىمىيىلىك پار رېئاكسىيەسى (CVR) ئۇسۇلى
CVR ئاساسلىقى Si ۋە SiO₂ پاراشوكلىرىنى ئىشلىتىپ، يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا SiO₂ پارىنى ھاسىل قىلىدۇ، بۇ Si ئاساسىنىڭ يۈزىدە بىر قاتار خىمىيىلىك رېئاكسىيەلەرنى قوزغىتىپ، SiC قاپلىمىسىنى ھاسىل قىلىدۇ. بۇ ئۇسۇل ئارقىلىق ھاسىل قىلىنغان SiC قاپلىمى ئاساسىغا چىڭ چاپلىشىدۇ؛ قانداقلا بولمىسۇن، رېئاكسىيە تېمپېراتۇرىسى يۇقىرى، تەننەرخىمۇ نىسبەتەن يۇقىرى.
خىمىيىلىك پار چۆكمىسى (CVD)
CVD ھازىر ئاساسىي قاتلام يۈزىگە SiC قاپلىمىسىنى تەييارلاشنىڭ ئاساسلىق تېخنىكىسى. ئاساسلىق جەريان گاز ھالىتىدىكى رېئاكتىپلار بىلەن ئاساسىي قاتلام يۈزى ئوتتۇرىسىدىكى بىر قاتار فىزىكىلىق-خىمىيىلىك رېئاكسىيەلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، ئاخىرىدا SiC قاپلىمىسىنىڭ چۆكمىسىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. CVD تېخنىكىسى ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلغان SiC قاپلىمىلىرى ئاساسىي قاتلام يۈزىگە چىڭ چاپلىشىپ، ئاساسىي قاتلام ماتېرىيالىنىڭ ئوكسىدلىنىشقا قارشى تۇرۇش كۈچى ۋە ئابلاتسىيەگە قارشى تۇرۇش كۈچىنى ئۈنۈملۈك ياخشىلىيالايدۇ؛ قانداقلا بولمىسۇن، بۇ ئۇسۇل نىسبەتەن ئۇزۇن چۆكمە ۋاقتىنى تەلەپ قىلىدۇ، ھەمدە رېئاكسىيە گازلىرى بەزى زەھەرلىك تەركىبلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.
SiC قاپلىمىلىرىدىكى يۈزلىنىشلەر
SiC قاپلىمىلىرى ئاساسلىقى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئىشلەپچىقىرىشتا ئىستېمال بۇيۇملىرى سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ، ئاساسلىق ئىقتىدار كۆرسەتكۈچلىرى قاپلىمىنىڭ بىردەكلىكى، ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى ۋە ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. جۇڭگودا SiC قاپلىمىلىرىغا بولغان ئىچكى ئېھتىياج زور بولسىمۇ، بۇ تېخنىكا يەنىلا پىشىپ يېتىلمىگەن. چەتئەللەردە بۇ ساھەدە پەقەت بىرلا ئامېرىكا شىركىتى پائالىيەت ئېلىپ بارىدۇ، ئۇنىڭ مەھسۇلاتلىرى نىسبەتەن قىممەت.
كرىستال كېمىلەرئېپىتاكسىيە ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدىغان ئىستېمال بۇيۇملىرى بولۇپ، SiC بىلەن قاپلانغان گرافىتنىڭ ئورنىنى ئالالايدۇ، گەرچە بازار مىقدارى كىچىك بولسىمۇ. ئۇنىڭدىن قالسا، TaC بىلەن قاپلانغان گرافىت بولۇپ، ئۇ يالىڭاچ گرافىت ياكى SiC بىلەن قاپلانغان گرافىتقا قارىغاندا خىمىيىلىك چىرىشكە قارشى تۇرۇش جەھەتتە ياخشىراق، ئەمما ئۇنىڭ باھاسى ئىنتايىن قىممەت بولۇپ، يەنىلا تەرەققىياتنىڭ دەسلەپكى باسقۇچىدا تۇرماقتا. ھازىر، مەسىلەن، يەرلىك شىركەتلەر، مەسىلەن،ليۇفاڭ يېرىم ئۆتكۈزگۈچ, سېمىسېرا، ۋەVetek يېرىم ئۆتكۈزگۈچبۇ ساھەدە تەتقىقات ۋە تەرەققىيات بىلەن شۇغۇللىنىدۇ.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2026-يىلى 5-ئاينىڭ 20-كۈنى