ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีช่องว่างแถบกว้างชนิดหนึ่ง มีบทบาทสำคัญในการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่มากขึ้นซิลิคอนคาร์ไบด์มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยม ความทนทานต่อสนามไฟฟ้าสูง การนำไฟฟ้าโดยเจตนา และคุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงที่ดีเยี่ยมอื่นๆ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์เนื่องจากความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพมากขึ้น การเรียนรู้เทคโนโลยีการเติบโตของซิลิคอนคาร์ไบด์จึงกลายเป็นประเด็นร้อน
คุณรู้เกี่ยวกับกระบวนการเติบโตของ SiC มากแค่ไหน?
วันนี้เราจะพูดถึงเทคนิคหลักสามประการสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวของซิลิกอนคาร์ไบด์: การขนส่งไอทางกายภาพ (PVT), เอพิแทกซีเฟสของเหลว (LPE) และการสะสมไอสารเคมีที่อุณหภูมิสูง (HT-CVD)
วิธีการถ่ายเทไอทางกายภาพ (PVT)
วิธีการถ่ายโอนไอทางกายภาพเป็นกระบวนการเจริญเติบโตของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ใช้กันมากที่สุดวิธีหนึ่งการเจริญเติบโตของซิลิกอนคาร์ไบด์ผลึกเดี่ยวส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการระเหิดของผงไซกและการสะสมบนผลึกเมล็ดภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงในเบ้าหลอมกราไฟท์แบบปิด ผงซิลิกอนคาร์ไบด์จะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง โดยการควบคุมการไล่ระดับอุณหภูมิ ไอน้ำของซิลิกอนคาร์ไบด์จะควบแน่นบนพื้นผิวของผลึกเมล็ด และค่อยๆ เติบโตเป็นผลึกเดี่ยวขนาดใหญ่
Monocrystalline SiC ส่วนใหญ่ที่เราจัดหาให้ในปัจจุบันนั้นผลิตขึ้นในลักษณะของการเติบโตเช่นนี้นอกจากนี้ยังเป็นแนวทางหลักในอุตสาหกรรมอีกด้วย
Epitaxy เฟสของเหลว (LPE)
ผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกเตรียมโดยเอพิแทกซีเฟสของเหลวผ่านกระบวนการเจริญเติบโตของผลึกที่ส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งและของเหลวในวิธีนี้ ผงซิลิกอนคาร์ไบด์จะถูกละลายในสารละลายซิลิกอนคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง จากนั้นอุณหภูมิจะลดลงเพื่อให้ซิลิกอนคาร์ไบด์ตกตะกอนจากสารละลายและเติบโตบนผลึกเมล็ดข้อได้เปรียบหลักของวิธี LPE คือความสามารถในการรับผลึกคุณภาพสูงที่อุณหภูมิการเจริญเติบโตที่ต่ำกว่า ต้นทุนค่อนข้างต่ำ และเหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
การสะสมไอสารเคมีที่อุณหภูมิสูง (HT-CVD)
ด้วยการนำก๊าซที่มีซิลิคอนและคาร์บอนเข้าไปในห้องปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง ชั้นผลึกเดี่ยวของซิลิคอนคาร์ไบด์จะถูกสะสมโดยตรงบนพื้นผิวของผลึกเมล็ดโดยผ่านปฏิกิริยาทางเคมีข้อดีของวิธีนี้คือสามารถควบคุมอัตราการไหลและสภาวะการเกิดปฏิกิริยาของก๊าซได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้ได้ผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและมีข้อบกพร่องเพียงเล็กน้อยกระบวนการ HT-CVD สามารถผลิตผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการวัสดุคุณภาพสูงเป็นพิเศษ
กระบวนการเจริญเติบโตของซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นรากฐานสำคัญของการใช้งานและการพัฒนาด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง วิธีการเติบโตทั้งสามนี้มีบทบาทตามลำดับเพื่อตอบสนองความต้องการในแต่ละโอกาส เพื่อให้มั่นใจถึงตำแหน่งที่สำคัญของซิลิคอนคาร์ไบด์ด้วยการวิจัยและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น กระบวนการการเติบโตของวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์จะยังคงได้รับการปรับปรุงต่อไป และประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม
(เซ็นเซอร์)
เวลาโพสต์: 23 มิ.ย.-2024