Cacbua silic (SiC), là một loại vật liệu bán dẫn có dải rộng, đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc ứng dụng khoa học và công nghệ hiện đại. Cacbua silic có độ ổn định nhiệt tuyệt vời, khả năng chịu điện trường cao, độ dẫn có chủ ý và các tính chất vật lý và quang học tuyệt vời khác, và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị quang điện tử và thiết bị năng lượng mặt trời. Do nhu cầu ngày càng tăng về các thiết bị điện tử hiệu quả và ổn định hơn, việc làm chủ công nghệ phát triển của cacbua silic đã trở thành một điểm nóng.
Vậy bạn biết được bao nhiêu về quá trình tăng trưởng của SiC?
Hôm nay chúng ta sẽ thảo luận về ba kỹ thuật chính để phát triển các tinh thể đơn silicon cacbua: vận chuyển hơi vật lý (PVT), epitaxy pha lỏng (LPE) và lắng đọng hơi hóa học ở nhiệt độ cao (HT-CVD).
Phương pháp truyền hơi vật lý (PVT)
Phương pháp truyền hơi vật lý là một trong những quá trình tăng trưởng cacbua silic được sử dụng phổ biến nhất. Sự phát triển của cacbua silic đơn tinh thể chủ yếu phụ thuộc vào sự thăng hoa của bột sic và tái lắng đọng trên tinh thể hạt trong điều kiện nhiệt độ cao. Trong nồi nấu bằng than chì kín, bột cacbua silic được nung nóng đến nhiệt độ cao, thông qua việc kiểm soát độ dốc nhiệt độ, hơi nước cacbua silic ngưng tụ trên bề mặt tinh thể hạt và dần dần phát triển thành một tinh thể đơn có kích thước lớn.
Phần lớn SiC đơn tinh thể mà chúng tôi hiện cung cấp đều được sản xuất theo cách tăng trưởng này. Đó cũng là cách chủ đạo trong ngành.
Epitaxy pha lỏng (LPE)
Các tinh thể cacbua silic được điều chế bằng phương pháp epitaxy pha lỏng thông qua quá trình tăng trưởng tinh thể ở bề mặt phân cách rắn-lỏng. Trong phương pháp này, bột cacbua silic được hòa tan trong dung dịch silic-cacbon ở nhiệt độ cao, sau đó hạ nhiệt độ xuống để cacbua silic kết tủa khỏi dung dịch và phát triển trên các tinh thể hạt. Ưu điểm chính của phương pháp LPE là khả năng thu được tinh thể chất lượng cao ở nhiệt độ tăng trưởng thấp hơn, chi phí tương đối thấp và phù hợp cho sản xuất quy mô lớn.
Lắng đọng hơi hóa học ở nhiệt độ cao (HT-CVD)
Bằng cách đưa khí chứa silicon và carbon vào buồng phản ứng ở nhiệt độ cao, lớp đơn tinh thể silicon cacbua được lắng đọng trực tiếp trên bề mặt tinh thể hạt thông qua phản ứng hóa học. Ưu điểm của phương pháp này là tốc độ dòng chảy và điều kiện phản ứng của khí có thể được kiểm soát chính xác để thu được tinh thể cacbua silic có độ tinh khiết cao và ít khuyết tật. Quy trình HT-CVD có thể tạo ra các tinh thể cacbua silic với các đặc tính tuyệt vời, đặc biệt có giá trị cho các ứng dụng yêu cầu vật liệu chất lượng cực cao.
Quá trình tăng trưởng của cacbua silic là nền tảng cho ứng dụng và phát triển của nó. Thông qua đổi mới và tối ưu hóa công nghệ liên tục, ba phương pháp tăng trưởng này đóng vai trò tương ứng để đáp ứng nhu cầu của các dịp khác nhau, đảm bảo vị trí quan trọng của cacbua silic. Với sự phát triển sâu rộng của nghiên cứu và tiến bộ công nghệ, quá trình phát triển của vật liệu cacbua silic sẽ tiếp tục được tối ưu hóa và hiệu suất của các thiết bị điện tử sẽ được cải thiện hơn nữa.
(kiểm duyệt)
Thời gian đăng: 23-06-2024