Vad är porös grafit med hög renhet? - Vetek

På senare år har prestandakraven för kraftelektroniska apparater i termer av energiförbrukning, volym, effektivitet etc. blivit allt högre. SiC har ett större bandgap, högre nedbrytningsfältstyrka, högre värmeledningsförmåga, högre mättad elektronmobilitet och högre kemisk stabilitet, vilket kompenserar för bristerna hos traditionella halvledarmaterial. Hur man odlar SiC-kristaller effektivt och i stor skala har alltid varit ett svårt problem, och införandet av hög renhetporös grafitunder de senaste åren har effektivt förbättrat kvaliteten påOchcenkristalltillväxt.

Typiska fysikaliska egenskaper hos VeTek Semiconductor porös grafit:

Högren porös grafit för SiC-enkristalltillväxt med PVT-metod

Ⅰ. PVT-metoden

PVT-metoden är huvudprocessen för att odla SiC-enkristaller. Den grundläggande processen för SiC-kristalltillväxt är uppdelad i sublimeringsnedbrytning av råmaterial vid hög temperatur, transport av gasfasämnen under inverkan av temperaturgradient och omkristallisationstillväxt av gasfasämnen vid frökristallen. Utifrån detta delas insidan av degeln in i tre delar: råvaruyta, tillväxthålighet och frökristall. Inom råvaruområdet överförs värme i form av värmestrålning och värmeledning. Efter upphettning bryts SiC-råmaterial huvudsakligen ned genom följande reaktioner:

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

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(g)

2SiC(s) = C(s) + Och₂C(g)

I råvaruområdet minskar temperaturen från närheten av degelväggen till råvaruytan, det vill säga råvarans kanttemperatur > råvarans inre temperatur > råvarans yttemperatur, vilket resulterar i axiella och radiella temperaturgradienter, storleken kommer att ha en större inverkan på kristalltillväxten. Under verkan av ovanstående temperaturgradient kommer råmaterialet att börja grafitiseras nära degelväggen, vilket resulterar i förändringar i materialflöde och porositet. I tillväxtkammaren transporteras de gasformiga ämnen som genereras i råvaruområdet till frökristallpositionen som drivs av den axiella temperaturgradienten. När grafitdegelns yta inte är täckt med en speciell beläggning kommer de gasformiga ämnena att reagera med degelns yta, korrodera grafitdegeln samtidigt som C/Si-förhållandet i tillväxtkammaren ändras. Värme i detta område överförs huvudsakligen i form av termisk strålning. Vid frökristallpositionen är de gasformiga ämnena Si, Si2C, SiC2, etc. i odlingskammaren i ett övermättat tillstånd på grund av den låga temperaturen vid frökristallen, och avsättning och tillväxt sker på frökristallytan. De viktigaste reaktionerna är följande:

Och₂C (g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

Och (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Tillämpningsscenarier förporös grafit med hög renhet i enkristallisk SiC-tillväxtugnar i vakuum- eller inertgasmiljöer upp till 2650°C:

Enligt litteraturforskning är porös grafit med hög renhet till stor hjälp vid tillväxten av SiC-enkristall. Vi jämförde tillväxtmiljön för SiC enkristall med och utanporös grafit med hög renhet.

Temperaturvariation längs degelns mittlinje för två strukturer med och utan porös grafit

I råvaruområdet är topp- och bottentemperaturskillnaderna för de två strukturerna 64,0 respektive 48,0 ℃. Topp- och bottentemperaturskillnaden för den porösa grafiten med hög renhet är relativt liten och den axiella temperaturen är mer enhetlig. Sammanfattningsvis spelar högren porös grafit först en roll som värmeisolering, vilket ökar den totala temperaturen på råvarorna och minskar temperaturen i tillväxtkammaren, vilket bidrar till fullständig sublimering och nedbrytning av råvarorna. Samtidigt minskas de axiella och radiella temperaturskillnaderna i råvaruområdet, och enhetligheten i den interna temperaturfördelningen förbättras. Det hjälper SiC-kristaller att växa snabbt och jämnt.

Utöver temperatureffekten kommer porös grafit med hög renhet också att ändra gasflödet i SiC-enkristallugnen. Detta återspeglas främst i det faktum att porös grafit med hög renhet kommer att sakta ner materialflödet vid kanten, och därigenom stabilisera gasflödet under tillväxten av SiC-enkristaller.

Ⅱ. Rollen för porös grafit med hög renhet i SIC enkristalltillväxtugn

I SIC enkristalltillväxtugnen med högren porös grafit begränsas transporten av material av porös grafit med hög renhet, gränsytan är mycket enhetlig och det finns ingen kantskevning vid tillväxtgränsytan. Tillväxten av SiC-kristaller i SIC-enkristalltillväxtugnen med högren porös grafit är emellertid relativt långsam. Därför, för kristallgränssnittet, undertrycker införandet av högren porös grafit effektivt den höga materialflödeshastigheten som orsakas av kantgrafitisering, vilket gör att SiC-kristallen växer jämnt.

Gränssnittet förändras över tiden under SiC-enkristalltillväxt med och utan porös grafit med hög renhet

Därför är högren porös grafit ett effektivt sätt att förbättra tillväxtmiljön för SiC-kristaller och optimera kristallkvaliteten.

Porös grafitplatta är en typisk användningsform av porös grafit

Schematiskt diagram av SiC-enkristallberedning med användning av porös grafitplatta och PVT-metoden förCVDOchcrå materialfrån VeTek Semiconductor

VeTek Semiconductors fördel ligger i dess starka tekniska team och utmärkta serviceteam. Efter dina behov kan vi skräddarsy lämpligahhög renhetporös grafiteprodukter för dig som hjälper dig att göra stora framsteg och fördelar inom SiC enkristalltillväxtindustrin.