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