Kí ni iná ìgbóná ìdàgbàsókè kírísítà silicon carbide (SiC)?

SiCÓ ní àwọn ànímọ́ bí bandgap ńlá, agbára ìgbóná gíga, agbára pápá ìfọ́pa tó ga, àti ìwọ̀n ìfọ́pa elekitironi tó ga. Ó lè bá àwọn ohun tí a béèrè fún mu lábẹ́ iwọ̀n otútù gíga, ìfúnpá gíga, ìfọ́pa gíga, àti àwọn ipò agbára gíga. A lè lò ó dáadáa nínú àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ agbára tuntun, photovoltaics, ìṣàkóso ilé iṣẹ́, ìbánisọ̀rọ̀ ìgbàkúgbà rédíò àti àwọn pápá mìíràn. Pẹ̀lú ìdàgbàsókè kíákíá ti àwọn ilé iṣẹ́ tó jọmọ, ọjà semiconductor ìran kẹta tí silicon carbide dúró fún ti mú àwọn àǹfààní tuntun wá.

Ìdàgbàsókè kirisita ni asopọ pataki ti iṣelọpọ ohun elo silikoni carbide, ati pe ohun elo pataki ni ileru idagbasoke kirisita. Bii awọn ileru idagbasoke kirisita ti a ṣe ni kilasika silikoni, eto ileru ko nira pupọ. O jẹ apakan ti ara ileru, eto alapapo, eto gbigbe okun, eto gbigba ati wiwọn afẹfẹ, eto ipa ọna gaasi, eto itutu, eto iṣakoso, ati bẹbẹ lọ. Awọn ipo aaye ooru ati ilana n pinnu awọn itọkasi pataki ti didara kirisita silikoni carbide, iwọn, agbara gbigbe ati awọn itọkasi bọtini miiran.

Ⅰ. Awọn iṣoro ninu imọ-ẹrọ idagbasoke kristali silikoni carbide

Iwọn otutu ti idagbasoke kristali silikoni carbide ga pupọ ati pe a ko le ṣe abojuto rẹ, nitorinaa iṣoro akọkọ wa ninu ilana naa funrararẹ:

(1)Iṣoro ninu iṣakoso aaye ooru: Ṣíṣe àbójútó ihò tí ó ní iwọ̀n otútù gíga ṣòro, kò sì ṣeé ṣàkóso. Láìdàbí ohun èlò ìdàgbàsókè kristali tí a fi silicon ṣe tí a fi omi fà, tí ó ní ìwọ̀n gíga ti adaṣiṣẹ àti pé a lè rí i, ṣàkóso àti ṣàtúnṣe ilana ìdàgbàsókè kristali, awọn kirisita silicon carbide máa ń dàgbà ní àyè tí a ti sé ní àyíká iwọ̀n otútù gíga tí ó ju 2,000°C lọ, àti pé a nílò láti ṣàkóso iwọ̀n otútù ìdàgbàsókè náà ní pàtó nígbà ìṣẹ̀dá, èyí tí ó mú kí ìṣàkóso iwọ̀n otútù ṣòro;

(2)Iṣoro ninu iṣakoso fọọmu kristaliÀwọn páìpù kékeré, àwọn ìfàsẹ́yìn polymorphic, ìtúpalẹ̀ àti àwọn àbùkù mìíràn máa ń ṣẹlẹ̀ nígbà ìdàgbàsókè, wọ́n sì máa ń nípa lórí ara wọn, wọ́n sì máa ń yí padà. Àwọn páìpù kékeré (MP) jẹ́ àbùkù irú-ẹ̀yà pẹ̀lú ìwọ̀n àwọn màìkrónù púpọ̀ sí mẹ́wàá àwọn màìkrónù, èyí tí ó jẹ́ àbùkù apanirun ti àwọn ẹ̀rọ. Àwọn páìpù kékeré kan tí a fi silicon carbide ṣe ní àwọn ìrísí màìkrósù tó ju 200 lọ, ṣùgbọ́n àwọn ìrísí màìkrósù díẹ̀ ni (Irú 4H) ni awọn ohun elo semikondokito ti a nilo fun iṣelọpọ. Iyipada fọọmu kristali maa n waye lakoko ilana idagbasoke, ti o n fa awọn abawọn ifikun polymorphic. Nitorinaa, o ṣe pataki lati ṣakoso awọn paramita deede bi ipin silicon-carbon, gradient otutu idagbasoke, oṣuwọn idagbasoke kristali, ati titẹ sisan gaasi.

Ni afikun, iwọn otutu kan wa ninu aaye ooru ti idagbasoke kristali silikoni carbide kan ṣoṣo, eyiti o yori si wahala inu abinibi ati awọn dislocations ti o waye (basal plane dislocation BPD, screw dislocation TSD, edge dislocation TED) lakoko ilana idagbasoke kristali, nitorinaa o ni ipa lori didara ati iṣẹ ti epitaxy ati awọn ẹrọ atẹle.

(3)Išakoso doping ti o nira: A gbọ́dọ̀ ṣàkóso ìfihàn àwọn ohun àìmọ́ tí ó wà níta dáadáa kí a tó lè rí kirisita onídàgba pẹ̀lú ìtọ́sọ́nà ìtọ́sọ́nà;

(4)Oṣuwọn idagbasoke ti o lọra: Oṣuwọn idagbasoke ti silikoni carbide jẹ lọra pupọ.awọn ohun elo silikoniỌjọ́ mẹ́ta péré ló nílò láti dàgbà di ọ̀pá kírísítàlì, nígbà tí àwọn ọ̀pá kírísítàlì sílíkọ́nì carbide nílò ọjọ́ méje. Èyí yóò mú kí iṣẹ́ àṣekára silicon carbide dínkù nípa ti ara àti pé iṣẹ́ àṣekára náà kò pọ̀ tó.

Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, àwọn pàrámítà ìdàgbàsókè epitaxial silicon carbide jẹ́ ohun tó ń béèrè gan-an, títí bí afẹ́fẹ́ tó ń lò ṣe ń dínkù, ìdúróṣinṣin ti titẹ gaasi nínú yàrá ìṣesí, ìṣàkóso pàtó ti àkókò ìgbékalẹ̀ gaasi, ìṣedéédé ti ìpíndọ́gba gaasi, àti ìṣàkóso tí ó muna ti iwọn otutu ìfipamọ́. Ní pàtàkì, pẹ̀lú ìdàgbàsókè ti ipele foliteji resistance ẹ̀rọ náà, ìṣòro láti ṣàkóso àwọn pàrámítà pàtàkì ti wafer epitaxial ti pọ̀ sí i gidigidi.

Ni afikun, pẹlu ilosoke ninu sisanra ti fẹlẹfẹlẹ epitaxial, bawo ni a ṣe le ṣakoso iṣọkan resistance ati dinku iwuwo abawọn lakoko ti o rii daju pe sisanra ti di ipenija pataki miiran. Ninu eto iṣakoso ina mọnamọna, o ṣe pataki lati ṣafikun awọn sensọ ati awọn actuator giga-kiakia lati rii daju pe awọn paramita oriṣiriṣi le ṣee ṣe ni deede ati ni iduroṣinṣin. Ni akoko kanna, iṣapeye ti algoridimu iṣakoso tun ṣe pataki. O nilo lati ni anfani lati ṣatunṣe eto iṣakoso ni akoko gidi gẹgẹbi ifihan esi lati ba awọn iyipada oriṣiriṣi mu ninuidagbasoke epitaxial silikoni carbideilana.

Ⅱ. Awọn iṣoro akọkọ ninu ṣiṣe awọn ohun elo silikoni carbide:

1. Iwọn otutu idagbasoke naa ju 2000℃ lọ, eyiti o ga ju ti silikoni lọ ni igba meji.

2. Sisanra ọpá kirisita naa kere nigba akoko idagbasoke kirisita naa, ọpá kirisita silikoni carbide ti o to 2cm yoo dagba laarin ọjọ meje.

3. Àwọn ohun tí a nílò fún irú kirisita náà ga, àti pé àwọn kábíìdì silikoni kan ṣoṣo pẹ̀lú àwọn ìrísí kirisita díẹ̀ ló wà níbẹ̀.

4. Gígé ara rẹ̀ ga gan-an, àti pé sílíkónì kábídìdì ní agbára gíga gan-an.

Ní ṣókí, iye owó tó wọ́n ní àkókò tó gbówó lórí àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ tó díjú ló ń pinnu iye owó gíga tí àwọn ohun èlò ìṣàlẹ̀ silicon carbide ń ná, èyí tó ń dín lílo silicon carbide kù.

III. Ṣíṣàkójọ àwọn ìléru ìdàgbàsókè kírísítà

Gẹ́gẹ́ bí onírúurú ọ̀nà ìgbóná, a lè pín àwọn ilé ìgbóná ìdàgbàsókè kristali sí irú induction àti irú resistance. Lọ́wọ́lọ́wọ́, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò tí ó wà ní ọjà ni irú induction, èyí tí ó ní àwọn àǹfààní ti owó díẹ̀, ìṣètò tí ó rọrùn, ìtọ́jú tí ó rọrùn àti agbára ooru gíga. Síbẹ̀síbẹ̀, nítorí ipa induction elektromagnetic, a so iwọn otutu axial àti iwọn otutu radial ti induction heating pọ̀, kò sì ṣeé ṣe láti gba iyára ìdàgbàsókè kristali àti dídára ìdàgbàsókè kristali sí àkíyèsí.

Pẹpẹ ìdàgbàsókè ooru aaye resistance le ṣakoso iwọn otutu axial ati iwọn otutu radial ni deede, eyiti o ṣe iranlọwọ fun idagbasoke awọn kirisita nla ati mu oṣuwọn idagbasoke kristal dara si. O jẹ ọkan ninu awọn ojutu fun idagbasoke kristal silicon carbide 8-inch ti o ga julọ ni ọjọ iwaju.

Àfiwé láàrín ọ̀nà ìfàsẹ́yìn àti ọ̀nà ìdènà: