Кремний карбидінің кристалл өсуіне көміртекті жылу далалық материалдарын қолдану

Ⅰ. SiC материалдарымен таныстыру:

1. Материалдық қасиеттерге шолу:

Theүшінші буындағы жартылай өткізгішқұрама жартылай өткізгіш деп аталады, ал оның жолақ ені шамамен 3,2эВ, бұл кремний негізіндегі жартылай өткізгіш материалдардың жолақ енінен үш есе көп (кремний негізіндегі жартылай өткізгіш материалдар үшін 1,12эВ), сондықтан оны кең жолақты жартылай өткізгіш деп те атайды. Кремний негізіндегі жартылай өткізгіш құрылғыларда кейбір жоғары температурада, жоғары қысымда және жоғары жиілікті қолдану сценарийлерінде өту қиын болатын физикалық шектеулер бар. Құрылғы құрылымын реттеу бұдан былай қажеттіліктерді қанағаттандыра алмайды және SiC жәнеЕкеуі депайда болды.

2. SiC құрылғыларын қолдану:

Арнайы өнімділігіне сүйене отырып, SiC құрылғылары жоғары температура, жоғары қысым және жоғары жиілік саласындағы кремний негізінде бірте-бірте ауыстырылады және 5G коммуникацияларында, микротолқынды радарларда, аэроғарышта, жаңа энергетикалық көліктерде, теміржол көлігінде, ақылды құрылғыларда маңызды рөл атқарады. торлар және басқа өрістер.

3. Дайындау әдісі:

(1)Физикалық бу көлігі (PVT): Өсім температурасы шамамен 2100 ~ 2400 ₸. Артықшылықтары - жетілген технология, өндіріс құны төмен, ал кристалл сапасы мен шығымдылығын үнемі жақсарту. Кемшіліктер - бұл үнемі материалдармен қамтамасыз ету қиын және газ фазасы компоненттерінің үлесін бақылау қиын. Қазіргі уақытта P-типті кристалдарды алу қиын.

(2)Жоғарғы тұқымдық ерітінді әдісі (TSSG): Өсу температурасы шамамен 2200 ₸. Артықшылықтары төмен өсу температурасы, стресс, дислокацияның аздығы, P-типті допинг, 3CКристалл өсуіжәне оңай диаметр кеңеюі. Алайда, металл қосу ақаулары әлі де бар, ал SI / C сигналын үздіксіз жеткізу нашар.

(3)Жоғары температуралы химиялық будың тұнбасы (HTCVD): Өсу температурасы шамамен 1600~1900℃. Артықшылықтары – шикізатты үздіксіз жеткізу, Si/C қатынасын дәл бақылау, жоғары тазалық және қолайлы қоспалау. Кемшіліктері - газ тәрізді шикізаттың жоғары құны, жылу өрісінің шығарындыларын инженерлік өңдеудің жоғары қиындығы, жоғары ақаулар және төмен техникалық жетілу.

Ⅱ. Функционалды жіктелуіЖылу алаңыматериалдар

1. Оқшаулау жүйесі:

Функция: Қажетті температура градиентін құруКристалл өсуі

Талаптар: жылу өткізгіштік, электр өткізгіштік, жоғары температуралы оқшаулағыш материал жүйелерінің тазалығы 2000 ℃

2. ТигельЖүйе:

Функция: 

① жылыту компоненттері; 

② Өсу контейнері

Талаптар: Меншікті кедергі, жылу өткізгіштік, жылу кеңею коэффициенті, тазалық

3. TaC жабынықұрамдас бөліктер:

Функция: негізгі графиттің Si арқылы коррозиясын және C қосындыларын тежейді

Талаптар: Қаптаманың тығыздығы, жабынның қалыңдығы, тазалығы

4. Кеуекті графитқұрамдас бөліктер:

Функция: 

① Көміртекті бөлшектердің құрамдас бөліктерін сүзу; 

② Көміртегі көзі

Талаптар: Тарату, жылу өткізгіштік, тазалық

Ⅲ. Жылу өрісі жүйесінің шешімі

Оқшаулау жүйесі:

Көміртекті/көміртекті композитті оқшаулаудың ішкі цилиндрі жоғары беттік тығыздыққа, коррозияға төзімділікке және жақсы термиялық соққыға төзімділікке ие. Ол тигельден бүйірлік оқшаулағыш материалға ағып кеткен кремнийдің коррозиясын азайта алады, осылайша жылу өрісінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Функционалды компоненттер:

(1)Тантал көмірсущыбөліктер

(2)Кеуекті графитбөліктер

(3)Көміртек / көміртегі композициясыжылу өрісінің құрамдас бөліктері