Silikon karbid kristal böyüməsində karbon əsaslı istilik sahəsinin materiallarının tətbiqi

Ⅰ. SIC materiallarına giriş:

1. Material xüsusiyyətlərinə ümumi baxış:

Theüçüncü nəsil yarımkeçiriciMürəkkəb yarımkeçiricisi deyilir və onun bandGap eni, üç dəfə silikon əsaslı yarımkeçirici materialların bandgap eni (1.12ev silikon ilə yarımkeçirici materiallar), buna görə də geniş bandgap yarımkeçiricisi adlanır. Silikon əsaslı yarımkeçirici qurğularda bəzi yüksək temperatur, yüksək təzyiq və yüksək tezlikli tətbiq ssenarilərində keçmək çətin olan fiziki məhdudiyyətlər var. Cihazın quruluşunun tənzimlənməsi artıq ehtiyacları və SIC tərəfindən təmsil olunan üçüncü nəsil yarımkeçirici materiallar vəHər ikisimeydana çıxmışlar.

2. SIC cihazlarının tətbiqi:

Xüsusi performansına əsasən, SiC cihazları tədricən yüksək temperatur, yüksək təzyiq və yüksək tezlik sahəsində silikon əsaslı yerini alacaq və 5G rabitəsi, mikrodalğalı radar, aerokosmik, yeni enerji vasitələrində, dəmir yolu nəqliyyatında, smart sistemlərdə mühüm rol oynayacaq. şəbəkələr və digər sahələr.

3. Hazırlıq metodu:

(1)Fiziki buxar nəqli (PVT): Böyümə temperaturu təxminən 2100 ~ 2400 ℃. Üstünlüklər yetkin texnologiya, aşağı istehsal dəyəri və büllur keyfiyyətinin və məhsuldarlığın davamlı inkişafıdır. Dezavantajlar, davamlı olaraq material tədarük etmək çətindir və qaz fazası komponentlərinin nisbətini idarə etmək çətindir. Hal-hazırda p tipli kristalları əldə etmək çətindir.

(2)Üst toxum həll üsulu (TSSG): Böyümə istiliyi təxminən 2200 ℃. Üstünlüklər aşağı böyümə temperaturu, aşağı stress, az dislokasiya qüsuru, p tipli doping, 3ckristal artımvə asan diametri genişləndirmə. Bununla birlikdə, metal daxilolma qüsurları hələ də mövcuddur və SI / C mənbəyinin davamlı tədarükü zəifdir.

(3)Yüksək temperatur kimyəvi buxarlanma (HTCVD): Böyümə temperaturu təxminən 1600~1900℃-dir. Üstünlüklər davamlı xammalın tədarükü, Si/C nisbətinə dəqiq nəzarət, yüksək təmizlik və rahat dopinqdir. Dezavantajlar qaz halında olan xammalın yüksək qiyməti, istilik sahəsinin işlənmiş qazlarının mühəndis müalicəsinin yüksək çətinliyi, yüksək qüsurlar və aşağı texniki yetkinlikdir.

Ⅱ. Funksional təsnifatistilik sahəsimaterial

1. İzolyasiya sistemi:

Funksiya: Tələb olunan temperatur gradientini qurunkristal artım

Tələblər: İstilik keçiriciliyi, elektrik keçiriciliyi, 2000℃-dən yuxarı yüksək temperaturlu izolyasiya materialı sistemlərinin təmizliyi

2. Potasistem:

Funksiya: 

① Qızdırıcı komponentlər; 

② Böyümə qabı

Tələblər: müqavimət, istilik keçiriciliyi, istilik genişləndirmə əmsalı, təmizlik

3. TaC örtüyüKomponentlər:

Funksiya: Si ilə əsas qrafitin korroziyasını maneə törədir və C daxilolmalarını maneə törədir

Tələblər: örtük sıxlığı, örtük qalınlığı, təmizlik

4. Məsaməli qrafitKomponentlər:

Funksiya: 

① Karbon hissəcikləri komponentlərini süzün; 

② Karbon mənbəyini əlavə edin

Tələblər: Keçiricilik, istilik keçiriciliyi, təmizlik

Ⅲ. Termal sahə sistemi həlli

İzolyasiya sistemi:

Karbon/karbon kompozit izolyasiya daxili silindr yüksək səth sıxlığına, korroziyaya qarşı müqavimətə və yaxşı termal şok müqavimətinə malikdir. O, tigedən yan izolyasiya materialına sızan silisiumun korroziyasını azalda bilər və bununla da istilik sahəsinin sabitliyini təmin edir.

Funksional komponentlər:

(1)Tantal karbidlə örtülmüşdürkomponentlər

(2)Məsaməli qrafitkomponentlər

(3)Karbon/karbon kompozitiistilik sahəsinin komponentləri