ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีแบนด์แก็ปกว้างชนิดหนึ่ง ซึ่งมีบทบาทสำคัญเพิ่มมากขึ้นในการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ ซิลิกอนคาร์ไบด์มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม ทนทานต่อสนามไฟฟ้าสูง มีสภาพนำไฟฟ้าตามจุดประสงค์ และมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงที่ยอดเยี่ยมอื่นๆ และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพและเสถียรมากขึ้น การเชี่ยวชาญเทคโนโลยีการเติบโตของซิลิกอนคาร์ไบด์จึงกลายเป็นจุดสำคัญ
คุณรู้จักกระบวนการเจริญเติบโตของ SiC มากเพียงใด?
วันนี้เราจะพูดถึงเทคนิคหลักสามประการสำหรับการเติบโตของผลึกเดี่ยวซิลิกอนคาร์ไบด์ ได้แก่ การขนส่งไอทางกายภาพ (PVT), เอพิแทกซีในเฟสของเหลว (LPE) และการสะสมไอทางเคมีที่อุณหภูมิสูง (HT-CVD)
วิธีการถ่ายเทไอทางกายภาพ (PVT)
วิธีการถ่ายเทไอทางกายภาพเป็นหนึ่งในกระบวนการเจริญเติบโตของซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ใช้กันทั่วไปที่สุด การเจริญเติบโตของซิลิกอนคาร์ไบด์ผลึกเดี่ยวส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการระเหิดของผงซิลิกอนคาร์ไบด์และการสะสมซ้ำบนผลึกเมล็ดภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง ในเบ้าหลอมกราไฟต์แบบปิด ผงซิลิกอนคาร์ไบด์จะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูง ผ่านการควบคุมการไล่ระดับอุณหภูมิ ไอของซิลิกอนคาร์ไบด์จะควบแน่นบนพื้นผิวของผลึกเมล็ด และค่อยๆ เติบโตเป็นผลึกเดี่ยวขนาดใหญ่
ปัจจุบัน SiC โมโนคริสตัลไลน์ส่วนใหญ่ที่เราจัดหามาผลิตขึ้นตามแนวทางการเติบโตนี้ ซึ่งถือเป็นแนวทางกระแสหลักในอุตสาหกรรม
อิพิแทกซีในเฟสของเหลว (LPE)
ผลึกซิลิกอนคาร์ไบด์เตรียมโดยอิพิแทกซีเฟสของเหลวผ่านกระบวนการเจริญเติบโตของผลึกที่อินเทอร์เฟซของแข็ง-ของเหลว ในวิธีนี้ผงซิลิกอนคาร์ไบด์จะละลายในสารละลายซิลิกอน-คาร์บอนที่อุณหภูมิสูง จากนั้นอุณหภูมิจะลดลงเพื่อให้ซิลิกอนคาร์ไบด์ตกตะกอนจากสารละลายและเติบโตบนผลึกเมล็ด ข้อได้เปรียบหลักของวิธี LPE คือความสามารถในการรับผลึกคุณภาพสูงที่อุณหภูมิการเจริญเติบโตที่ต่ำกว่า ต้นทุนค่อนข้างต่ำ และเหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
การสะสมไอเคมีที่อุณหภูมิสูง (HT-CVD)
การนำก๊าซที่มีซิลิกอนและคาร์บอนเข้าไปในห้องปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง จะทำให้ชั้นผลึกซิลิกอนคาร์ไบด์เดี่ยวถูกเคลือบบนพื้นผิวของผลึกเมล็ดโดยตรงผ่านปฏิกิริยาเคมี ข้อดีของวิธีนี้คือสามารถควบคุมอัตราการไหลและสภาวะปฏิกิริยาของก๊าซได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้ได้ผลึกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและมีข้อบกพร่องเพียงเล็กน้อย กระบวนการ HT-CVD สามารถผลิตผลึกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม ซึ่งมีค่าอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้วัสดุคุณภาพสูงเป็นพิเศษ
กระบวนการเจริญเติบโตของซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นรากฐานของการใช้งานและการพัฒนา ผ่านนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง วิธีการเจริญเติบโตทั้งสามนี้มีบทบาทของตัวเองในการตอบสนองความต้องการในโอกาสต่างๆ ทำให้ซิลิกอนคาร์ไบด์อยู่ในตำแหน่งที่สำคัญ ด้วยการวิจัยที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี กระบวนการเจริญเติบโตของวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์จะได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง และประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม
(การเซ็นเซอร์)
เวลาโพสต์: 23 มิ.ย. 2567