Than chì xốp có độ tinh khiết cao là gì? - Vetek

Trong những năm gần đây, yêu cầu về hiệu suất đối với các thiết bị điện tử công suất về mức tiêu thụ năng lượng, khối lượng, hiệu suất, v.v. ngày càng cao hơn. SiC có dải tần lớn hơn, cường độ trường phân hủy cao hơn, độ dẫn nhiệt cao hơn, độ linh động của điện tử bão hòa cao hơn và độ ổn định hóa học cao hơn, bù đắp cho những thiếu sót của vật liệu bán dẫn truyền thống. Làm thế nào để phát triển tinh thể SiC một cách hiệu quả và trên quy mô lớn luôn là một vấn đề khó khăn và việc đưa ra các loại tinh thể có độ tinh khiết caothan chì xốptrong những năm gần đây đã nâng cao hiệu quả chất lượngTăng trưởng đơn tinh thể SiC.

Tính chất vật lý điển hình của than chì xốp bán dẫn VeTek:

Than chì xốp có độ tinh khiết cao để tăng trưởng đơn tinh thể SiC bằng phương pháp PVT

Ⅰ. phương pháp PVT

Phương pháp PVT là quy trình chính để phát triển các tinh thể đơn SiC. Quá trình cơ bản của sự phát triển tinh thể SiC được chia thành phân hủy thăng hoa của nguyên liệu thô ở nhiệt độ cao, vận chuyển các chất pha khí dưới tác động của gradient nhiệt độ và tăng trưởng kết tinh lại của các chất pha khí ở tinh thể hạt. Dựa vào đó, bên trong nồi nấu kim loại được chia thành ba phần: vùng nguyên liệu, khoang sinh trưởng và tinh thể hạt. Tại vùng nguyên liệu, nhiệt được truyền dưới dạng bức xạ nhiệt và dẫn nhiệt. Sau khi được nung nóng, nguyên liệu SiC chủ yếu bị phân hủy bởi các phản ứng sau:

VàC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(g)

2SiC(s) = C(s) + Và₂C(g)

Trong khu vực nguyên liệu thô, nhiệt độ giảm từ vùng lân cận thành nồi nấu kim loại đến bề mặt nguyên liệu thô, nghĩa là nhiệt độ cạnh nguyên liệu thô> nhiệt độ bên trong nguyên liệu thô> nhiệt độ bề mặt nguyên liệu thô, dẫn đến độ dốc nhiệt độ dọc trục và hướng tâm, kích thước của nó sẽ có tác động lớn hơn đến sự phát triển của tinh thể. Dưới tác động của gradient nhiệt độ trên, nguyên liệu thô sẽ bắt đầu than chì hóa gần thành nồi nấu kim loại, dẫn đến thay đổi dòng nguyên liệu và độ xốp. Trong buồng tăng trưởng, các chất khí được tạo ra trong khu vực nguyên liệu thô được vận chuyển đến vị trí tinh thể hạt giống được điều khiển bởi gradient nhiệt độ dọc trục. Khi bề mặt của chén nung than chì không được phủ một lớp phủ đặc biệt, các chất khí sẽ phản ứng với bề mặt chén nung, ăn mòn chén nung than chì đồng thời làm thay đổi tỷ lệ C/Si trong buồng tăng trưởng. Nhiệt ở khu vực này chủ yếu được truyền dưới dạng bức xạ nhiệt. Ở vị trí tinh thể hạt, các chất khí Si, Si2C, SiC2, v.v. trong buồng sinh trưởng ở trạng thái quá bão hòa do nhiệt độ ở tinh thể hạt thấp, xảy ra sự lắng đọng và phát triển trên bề mặt tinh thể hạt. Các phản ứng chính như sau:

Và₂C(g) + SiC₂(g) = 3SiC (giây)

Và (g) + SiC₂(g) = 2SiC(s)

Kịch bản ứng dụng củathan chì xốp có độ tinh khiết cao trong tăng trưởng SiC đơn tinh thểlò nung trong môi trường chân không hoặc khí trơ lên ​​tới 2650°C:

Theo nghiên cứu tài liệu, than chì xốp có độ tinh khiết cao rất hữu ích trong sự phát triển của tinh thể đơn SiC. Chúng tôi so sánh môi trường phát triển của tinh thể đơn SiC có và không cóthan chì xốp có độ tinh khiết cao.

Sự thay đổi nhiệt độ dọc theo đường tâm của chén nung đối với hai cấu trúc có và không có than chì xốp

Trong khu vực nguyên liệu thô, chênh lệch nhiệt độ trên và dưới của hai cấu trúc lần lượt là 64,0 và 48,0oC. Chênh lệch nhiệt độ trên và dưới của than chì xốp có độ tinh khiết cao tương đối nhỏ và nhiệt độ dọc trục đồng đều hơn. Tóm lại, than chì xốp có độ tinh khiết cao trước tiên đóng vai trò cách nhiệt, làm tăng nhiệt độ chung của nguyên liệu thô và giảm nhiệt độ trong buồng tăng trưởng, tạo điều kiện cho quá trình thăng hoa và phân hủy hoàn toàn của nguyên liệu thô. Đồng thời, sự chênh lệch nhiệt độ dọc trục và hướng tâm trong khu vực nguyên liệu thô được giảm bớt và tính đồng nhất của phân bổ nhiệt độ bên trong được nâng cao. Nó giúp tinh thể SiC phát triển nhanh và đồng đều.

Ngoài hiệu ứng nhiệt độ, than chì xốp có độ tinh khiết cao cũng sẽ làm thay đổi tốc độ dòng khí trong lò đơn tinh thể SiC. Điều này chủ yếu được phản ánh ở chỗ than chì xốp có độ tinh khiết cao sẽ làm chậm tốc độ dòng vật liệu ở rìa, từ đó ổn định tốc độ dòng khí trong quá trình phát triển của các tinh thể đơn SiC.

Ⅱ. Vai trò của than chì xốp có độ tinh khiết cao trong lò tăng trưởng đơn tinh thể SIC

Trong lò tăng trưởng đơn tinh thể SIC với than chì xốp có độ tinh khiết cao, việc vận chuyển vật liệu bị hạn chế bởi than chì xốp có độ tinh khiết cao, giao diện rất đồng đều và không có hiện tượng cong vênh cạnh ở giao diện tăng trưởng. Tuy nhiên, sự phát triển của tinh thể SiC trong lò tăng trưởng đơn tinh thể SIC với than chì xốp có độ tinh khiết cao là tương đối chậm. Do đó, đối với giao diện tinh thể, việc sử dụng than chì xốp có độ tinh khiết cao sẽ ngăn chặn hiệu quả tốc độ dòng vật liệu cao do quá trình grafit hóa cạnh gây ra, từ đó làm cho tinh thể SiC phát triển đồng đều.

Giao diện thay đổi theo thời gian trong quá trình tăng trưởng tinh thể đơn SiC có và không có than chì xốp có độ tinh khiết cao

Do đó, than chì xốp có độ tinh khiết cao là phương tiện hiệu quả để cải thiện môi trường phát triển của tinh thể SiC và tối ưu hóa chất lượng tinh thể.

Tấm than chì xốp là một dạng sử dụng điển hình của than chì xốp

Sơ đồ chế tạo tinh thể đơn SiC sử dụng tấm than chì xốp và phương pháp PVTCVDVàCthô vật liệutừ Công ty bán dẫn VeTek

Lợi thế của VeTek Semiconductor nằm ở đội ngũ kỹ thuật vững mạnh và đội ngũ dịch vụ xuất sắc. Theo nhu cầu của bạn, chúng tôi có thể điều chỉnh phù hợphđộ tinh khiết caothan chì xốpesản phẩm dành cho bạn để giúp bạn đạt được tiến bộ và lợi thế lớn trong ngành phát triển tinh thể đơn SiC.