Kristal SiC Disiapkan dengan Metode PVT

Metode utama untuk menyiapkan kristal tunggal silikon karbida adalah metode pengangkutan uap fisik (PVT). Metode ini terutama terdiri dari abahan, a, Aelemen pemanas(koil induksi atau pemanas grafit),isolasi karbon grafitbahan, awadah grafit, kristal biji silikon karbida, bubuk silikon karbida, dan termometer suhu tinggi. Bubuk silikon karbida terletak di bagian bawah wadah grafit, sedangkan kristal benih dipasang di bagian atas. Proses pertumbuhan kristal adalah sebagai berikut: suhu di dasar wadah dinaikkan menjadi 2100–2400 °C melalui pemanasan (induksi atau hambatan). Serbuk silikon karbida di dasar wadah terurai pada suhu tinggi, menghasilkan zat gas seperti Si, Si₂C, dan SiC₂. Di bawah pengaruh gradien suhu dan konsentrasi di dalam rongga, zat gas ini diangkut ke permukaan kristal benih yang bersuhu lebih rendah dan secara bertahap mengembun dan berinti, yang pada akhirnya mencapai pertumbuhan kristal silikon karbida.

Poin teknis utama yang perlu diperhatikan ketika menumbuhkan kristal silikon karbida menggunakan metode transpor uap fisik adalah sebagai berikut:

1) Kemurnian bahan grafit di dalam bidang suhu pertumbuhan kristal harus memenuhi persyaratan. Kemurnian bagian grafit harus kurang dari 5×10-6, dan bahan insulasi harus kurang dari 10×10-6. Di antaranya, kemurnian unsur B dan Al harus di bawah 0,1×10-6, karena kedua unsur ini akan menghasilkan lubang bebas selama pertumbuhan silikon karbida. Jumlah kedua elemen ini yang berlebihan akan menyebabkan sifat listrik silikon karbida tidak stabil, sehingga mempengaruhi kinerja perangkat silikon karbida. Pada saat yang sama, adanya pengotor dapat menyebabkan cacat dan dislokasi kristal, yang pada akhirnya mempengaruhi kualitas kristal.

1) Kemurnian bahan grafit di dalam bidang suhu pertumbuhan kristal harus memenuhi persyaratan. Kemurnian bagian grafit harus kurang dari 5×10-6, dan bahan insulasi harus kurang dari 10×10-6. Di antaranya, kemurnian unsur B dan Al harus di bawah 0,1×10-6, karena kedua unsur ini akan menghasilkan lubang bebas selama pertumbuhan silikon karbida. Jumlah kedua elemen ini yang berlebihan akan menyebabkan sifat listrik silikon karbida tidak stabil, sehingga mempengaruhi kinerja perangkat silikon karbida. Pada saat yang sama, adanya pengotor dapat menyebabkan cacat dan dislokasi kristal, yang pada akhirnya mempengaruhi kualitas kristal.

3) Gunakan kristal benih di luar sumbu untuk pertumbuhan. Sudut optimal kristal benih di luar sumbu adalah 4°, mengarah ke orientasi kristal. Kristal benih di luar sumbu tidak hanya dapat mengubah simetri pertumbuhan kristal dan mengurangi cacat pada kristal, tetapi juga memungkinkan kristal tumbuh sepanjang orientasi kristal tertentu, yang bermanfaat untuk menyiapkan kristal kristal tunggal. Pada saat yang sama, hal ini dapat membuat pertumbuhan kristal lebih seragam, mengurangi tegangan dan ketegangan internal pada kristal, serta meningkatkan kualitas kristal.

4) Proses ikatan kristal benih yang baik. Sisi belakang kristal benih terurai dan menyublim pada suhu tinggi. Selama pertumbuhan kristal, rongga heksagonal atau bahkan cacat tabung mikro dapat terbentuk di dalam kristal, dan dalam kasus yang parah, kristal polimorfik dengan area luas dapat dihasilkan. Oleh karena itu, bagian belakang kristal benih perlu diberi perlakuan awal. Lapisan photoresist padat dengan ketebalan sekitar 20 μm dapat dilapisi pada permukaan Si kristal benih. Setelah karbonisasi suhu tinggi sekitar 600 °C, lapisan film karbonisasi padat terbentuk. Kemudian diikat ke pelat grafit atau kertas grafit di bawah suhu dan tekanan tinggi. Kristal benih yang diperoleh dengan cara ini dapat sangat meningkatkan kualitas kristalisasi dan secara efektif menghambat ablasi bagian belakang kristal benih.

5) Menjaga stabilitas antarmuka pertumbuhan kristal selama siklus pertumbuhan kristal. Ketika ketebalan kristal silikon karbida meningkat secara bertahap, antarmuka pertumbuhan kristal secara bertahap bergerak menuju permukaan atas bubuk silikon karbida di bagian bawah wadah. Hal ini menyebabkan perubahan lingkungan pertumbuhan pada antarmuka pertumbuhan kristal, yang menyebabkan fluktuasi parameter seperti medan termal dan rasio karbon-silikon. Pada saat yang sama, hal ini mengurangi laju pengangkutan material di atmosfer dan memperlambat kecepatan pertumbuhan kristal, sehingga menimbulkan risiko terhadap pertumbuhan kristal yang berkelanjutan dan stabil. Masalah-masalah ini sampai batas tertentu dapat dikurangi dengan mengoptimalkan struktur dan metode pengendalian. Menambahkan mekanisme gerak wadah dan mengontrol wadah agar bergerak perlahan ke atas sepanjang arah aksial pada laju pertumbuhan kristal dapat memastikan stabilitas lingkungan pertumbuhan antarmuka pertumbuhan kristal dan mempertahankan gradien suhu aksial dan radial yang stabil.

Semicorex menawarkan kualitas tinggikomponen grafituntuk pertumbuhan kristal SiC. Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Hubungi telepon #+86-13567891907

Email: penjualan@semicorex.com