Cos'è la grafite porosa ad elevata purezza? - Vetek

Negli ultimi anni, i requisiti prestazionali per i dispositivi elettronici di potenza in termini di consumo energetico, volume, efficienza, ecc. sono diventati sempre più elevati. Il SiC ha un bandgap più ampio, una maggiore intensità del campo di rottura, una maggiore conduttività termica, una maggiore mobilità degli elettroni saturi e una maggiore stabilità chimica, che compensa le carenze dei materiali semiconduttori tradizionali. Come far crescere i cristalli di SiC in modo efficiente e su larga scala è sempre stato un problema difficile e l'introduzione di cristalli di elevata purezzagrafite porosanegli ultimi anni ha effettivamente migliorato la qualità delCrescita del singolo cristallo SiC.

Proprietà fisiche tipiche della grafite porosa di VeTek Semiconductor:

Grafite porosa di elevata purezza per la crescita di cristalli singoli SiC mediante metodo PVT

Ⅰ. Metodo PVT

Il metodo PVT è il processo principale per la crescita dei singoli cristalli SiC. Il processo di base della crescita dei cristalli SiC è suddiviso in decomposizione per sublimazione delle materie prime ad alta temperatura, trasporto di sostanze in fase gassosa sotto l'azione del gradiente di temperatura e crescita per ricristallizzazione di sostanze in fase gassosa nel cristallo seme. In base a ciò, l'interno del crogiolo è diviso in tre parti: area della materia prima, cavità di crescita e cristallo del seme. Nell'area delle materie prime il calore viene trasferito sotto forma di radiazione termica e conduzione di calore. Dopo essere state riscaldate, le materie prime SiC vengono decomposte principalmente mediante le seguenti reazioni:

EC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(G)

2SiC(s) = C(s) + E₂C(g)

Nell'area della materia prima, la temperatura diminuisce dalle vicinanze della parete del crogiolo alla superficie della materia prima, ovvero la temperatura del bordo della materia prima > temperatura interna della materia prima > temperatura della superficie della materia prima, con conseguenti gradienti di temperatura assiali e radiali, la temperatura la cui dimensione avrà un impatto maggiore sulla crescita dei cristalli. Sotto l'azione del gradiente di temperatura di cui sopra, la materia prima inizierà a grafitizzare vicino alla parete del crogiolo, con conseguenti cambiamenti nel flusso del materiale e nella porosità. Nella camera di crescita, le sostanze gassose generate nell'area delle materie prime vengono trasportate nella posizione dei cristalli di seme guidate dal gradiente di temperatura assiale. Quando la superficie del crogiolo di grafite non è ricoperta da un rivestimento speciale, le sostanze gassose reagiscono con la superficie del crogiolo, corrodendo il crogiolo di grafite e modificando il rapporto C/Si nella camera di crescita. Il calore in quest'area viene trasferito principalmente sotto forma di radiazione termica. Nella posizione del cristallo seme, le sostanze gassose Si, Si2C, SiC2, ecc. nella camera di crescita sono in uno stato sovrasaturato a causa della bassa temperatura sul cristallo seme e sulla superficie del cristallo seme si verificano deposizione e crescita. Le reazioni principali sono le seguenti:

E₂C(g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

E(g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Scenari applicativi digrafite porosa di elevata purezza nella crescita di SiC monocristallinoforni in ambienti sotto vuoto o con gas inerte fino a 2650°C:

Secondo la ricerca bibliografica, la grafite porosa di elevata purezza è molto utile nella crescita del singolo cristallo SiC. Abbiamo confrontato l'ambiente di crescita del singolo cristallo SiC con e senzagrafite porosa di elevata purezza.

Variazione di temperatura lungo la linea centrale del crogiolo per due strutture con e senza grafite porosa

Nell'area delle materie prime, le differenze di temperatura superiore e inferiore delle due strutture sono rispettivamente di 64,0 e 48,0 ℃. La differenza di temperatura superiore e inferiore della grafite porosa ad elevata purezza è relativamente piccola e la temperatura assiale è più uniforme. In sintesi, la grafite porosa di elevata purezza svolge innanzitutto un ruolo di isolamento termico, che aumenta la temperatura complessiva delle materie prime e riduce la temperatura nella camera di crescita, favorendo la completa sublimazione e decomposizione delle materie prime. Allo stesso tempo, le differenze di temperatura assiali e radiali nell'area della materia prima vengono ridotte e l'uniformità della distribuzione della temperatura interna viene migliorata. Aiuta i cristalli SiC a crescere rapidamente e in modo uniforme.

Oltre all'effetto della temperatura, la grafite porosa ad elevata purezza modificherà anche la portata del gas nel forno monocristallino SiC. Ciò si riflette principalmente nel fatto che la grafite porosa ad elevata purezza rallenterà la portata del materiale sul bordo, stabilizzando così la portata del gas durante la crescita dei singoli cristalli di SiC.

Ⅱ. Il ruolo della grafite porosa di elevata purezza nel forno di crescita a cristallo singolo SIC

Nel forno di crescita a cristallo singolo SIC con grafite porosa ad elevata purezza, il trasporto dei materiali è limitato dalla grafite porosa ad elevata purezza, l'interfaccia è molto uniforme e non vi è alcuna deformazione dei bordi sull'interfaccia di crescita. Tuttavia, la crescita dei cristalli di SiC nel forno di crescita del cristallo singolo SIC con grafite porosa ad elevata purezza è relativamente lenta. Pertanto, per l'interfaccia del cristallo, l'introduzione di grafite porosa di elevata purezza sopprime efficacemente l'elevata portata del materiale causata dalla grafitizzazione dei bordi, facendo così crescere uniformemente il cristallo SiC.

L'interfaccia cambia nel tempo durante la crescita del singolo cristallo SiC con e senza grafite porosa ad elevata purezza

Pertanto, la grafite porosa ad elevata purezza è un mezzo efficace per migliorare l'ambiente di crescita dei cristalli di SiC e ottimizzare la qualità dei cristalli.

La lastra di grafite porosa è una forma d'uso tipica della grafite porosa

Diagramma schematico della preparazione del cristallo singolo SiC utilizzando una piastra di grafite porosa e il metodo PVTCVDECcrudo materialeda VeTek Semiconductor

Il vantaggio di VeTek Semiconductor risiede nel suo forte team tecnico e nell'eccellente team di assistenza. In base alle tue esigenze, possiamo adattarlo su misurahelevata purezzagrafite porosaeprodotti per aiutarti a realizzare grandi progressi e vantaggi nel settore della crescita del singolo cristallo SiC.