ما هو الجرافيت المسامي العالي؟

في السنوات الأخيرة ، أصبحت متطلبات الأداء للأجهزة الإلكترونية للطاقة من حيث استهلاك الطاقة ، والحجم ، والكفاءة ، وما إلى ذلك أعلى بشكل متزايد. يتمتع SIC بجلد نطاق أكبر ، وقوة حقل انهيار أعلى ، والتوصيل الحراري العالي ، وتنقل الإلكترون المشبع العالي ، والاستقرار الكيميائي الأعلى ، مما يعوض عن أوجه القصور في مواد أشباه الموصلات التقليدية. كيف تنمو بلورات كذا بكفاءة ، وكانت دائمًا على نطاق واسع مشكلة صعبة ، وإدخال نقاء عاليالجرافيت المساميفي السنوات الأخيرة ، حسنت بشكل فعال جودةكذا النمو الكريستال الفردي.

الخواص الفيزيائية النموذجية للجرافيت المسامي للنقش:

الجرافيت المسامي عالي النقاء لنمو البلورة الفردي SIC بواسطة طريقة PVT

ⅰ. طريقة الجندي

طريقة PVT هي العملية الرئيسية لتنمية بلورات SIC الفردية. تنقسم العملية الأساسية لنمو البلورة SIC إلى تحلل تسامي للمواد الخام في درجة حرارة عالية ، ونقل مواد طور الغاز تحت عمل التدرج درجة الحرارة ، ونمو إعادة التبلور لمواد طور الغاز عند بلورة البذور. بناءً على ذلك ، يتم تقسيم الجزء الداخلي من البوتقة إلى ثلاثة أجزاء: مساحة المواد الخام ، وتجويف النمو والبلورة البذرية. في منطقة المواد الخام ، يتم نقل الحرارة في شكل الإشعاع الحراري وتوصيل الحرارة. بعد تسخينها ، تتحلل المواد الخام كذا بشكل أساسي من ردود الفعل التالية:

sic (s) = si (g) + c (s)

2sic (s) = si (g) + sic₂(ز)

2SIC (s) = c (s) + si₂ج (ز)

في منطقة المواد الخام ، تنخفض درجة الحرارة من محيط الجدار البوتقة إلى سطح المادة الخام ، أي درجة حرارة حافة المواد الخام> درجة حرارة سطح المواد الخام> درجة حرارة سطح المادة الخام ، مما يؤدي إلى تدرجات درجة الحرارة المحورية والشعاعية ، والتي سيكون لحجمها تأثير أكبر على نمو البلورة. في ظل عمل التدرج المذكور أعلاه ، ستبدأ المادة الخام في الرسوم البيانية بالقرب من الجدار البوتقة ، مما يؤدي إلى تغييرات في تدفق المواد والمسامية. في غرفة النمو ، يتم نقل المواد الغازية المتولدة في منطقة المادة الخام إلى وضع بلورة البذور التي يقودها التدرج درجة الحرارة المحورية. عندما لا يتم تغطية سطح بوتقة الجرافيت بطبقة خاصة ، فإن المواد الغازية ستتفاعل مع السطح بوتقة ، مما يؤدي إلى تآكل بوتقة الجرافيت مع تغيير نسبة C/Si في غرفة النمو. يتم نقل الحرارة في هذه المنطقة بشكل رئيسي في شكل الإشعاع الحراري. في الوضع البلوري البذري ، توجد المواد الغازية SI ، SI2C ، SIC2 ، وما إلى ذلك في غرفة النمو في حالة مشبعة بسبب درجة الحرارة المنخفضة عند بلورة البذور ، ويحدث الترسب والنمو على سطح بلوري البذور. ردود الفعل الرئيسية هي كما يلي:

و₂ج (ز) + كذا₂(ز) = 3sic (s)

و (g) + sic₂(ز) = 2SIC (s)

سيناريوهات التطبيقالجرافيت المسامي عالي النقاء في نمو كميات الكريستال المفردةأفران في بيئات الغاز الفراغ أو الخاملة حتى 2650 درجة مئوية:

وفقًا لأبحاث الأدب ، فإن الجرافيت المسامي العالي مفيد للغاية في نمو البلورة الفردية. قارنا بيئة نمو البلورة المفردة مع وبدونجرافيت مسامي عالي النقاء.

تباين درجة الحرارة على طول خط الأوسط من البوتقة لهينيين مع وبدون الجرافيت المسامي

في منطقة المادة الخام ، تكون الاختلافات في درجة الحرارة العلوية والسفلية للهيكليين 64.0 و 48.0 ℃ على التوالي. يكون الفرق في درجة الحرارة العلوية والسفلية للجرافيت المسامي عالي النقاء صغيرًا نسبيًا ، ودرجة الحرارة المحورية أكثر اتساقًا. باختصار ، يلعب الجرافيت المسامي العالي أولاً دورًا في عزل الحرارة ، مما يزيد من درجة الحرارة الإجمالية للمواد الخام ويقلل من درجة الحرارة في غرفة النمو ، والتي تفضي إلى التسامي والتحلل الكامل للمواد الخام. في الوقت نفسه ، يتم تقليل اختلافات درجة الحرارة المحورية والشعاعية في منطقة المادة الخام ، ويتم تعزيز توحيد توزيع درجة الحرارة الداخلية. إنه يساعد بلورات كذا على النمو بسرعة وبشكل متساو.

بالإضافة إلى تأثير درجة الحرارة ، سيغير الجرافيت المسامي عالي النقاء معدل تدفق الغاز في الفرن البلوري المفرد SIC. وينعكس هذا بشكل أساسي في حقيقة أن الجرافيت المسامي عالي النقاء سوف يبطئ معدل تدفق المواد عند الحافة ، وبالتالي تثبيت معدل تدفق الغاز أثناء نمو البلورات المفردة.

ⅱ. دور الجرافيت المسامي عالي النقاء في فرن النمو الكريستال المفرد الكيب

في فرن النمو الكريستالي الفردي SIC مع الجرافيت الذي يسهل اختراقه عالي النقاء ، يتم تقييد نقل المواد بواسطة الجرافيت المسامي عالي النقاء ، والواجهة موحدة للغاية ، ولا يوجد تزييف الحافة في واجهة النمو. ومع ذلك ، فإن نمو بلورات SIC في فرن النمو البلوري المفرد SIC مع الجرافيت المسامي عالي النقاء هو بطيء نسبيا. لذلك ، بالنسبة للواجهة البلورية ، فإن إدخال الجرافيت المسامي عالي النقاء يثبط بشكل فعال معدل تدفق المواد العالي الناجم عن جرافيتيت الحافة ، مما يجعل البلورة SIC تنمو بشكل موحد.

تتغير الواجهة مع مرور الوقت أثناء نمو البلورة الفردية الكبكية مع وبدون الجرافيت المسامي عالي النقاء

لذلك ، فإن الجرافيت المسامي العالي هو وسيلة فعالة لتحسين بيئة نمو بلورات SIC وتحسين جودة البلورة.

لوحة الجرافيت المسامية هي شكل استخدام نموذجي للجرافيت المسامي

مخطط تخطيطي لإعداد البلورة الفردية SIC باستخدام لوحة الجرافيت المسامية وطريقة PVT لـCVDكذاخام مادةمن فهم أشباه الموصلات

تكمن ميزة Vetek Semiconductor في فريقها الفني القوي وفريق الخدمة الممتاز. وفقًا لاحتياجاتك ، يمكننا تخصيص مناسبhigh-purityجرافيت مساميeمنتجات لك لمساعدتك في إحراز تقدم كبير ومزايا في صناعة النمو الكريستال الفردي.