Silic cacbua (SiC), một loại vật liệu bán dẫn có khoảng cách dải rộng, đang ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc 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 định 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 về 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 nuôi cấy silicon carbide được sử dụng phổ biến nhất. Sự phát triển của silicon carbide đơn tinh thể chủ yếu phụ thuộc vào quá trình thăng hoa bột silicon carbide và lắng đọng lại trên tinh thể mầm trong điều kiện nhiệt độ cao. Trong một nồi nấu graphite kín, bột silicon carbide được nung nóng đến nhiệt độ cao, thông qua việc kiểm soát sự chênh lệch nhiệt độ, hơi silicon carbide ngưng tụ trên bề mặt tinh thể mầm, và dần dần hình thành một tinh thể đơn kích thước lớn.
Phần lớn SiC đơn tinh thể mà chúng tôi hiện đang cung cấp đều được sản xuất theo phương pháp này. Đây cũng là phương pháp phổ biến trong ngành.
Epitaxy pha lỏng (LPE)
Tinh thể silicon carbide được chế tạo bằng phương pháp epitaxy pha lỏng thông qua quá trình nuôi cấy 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 từ dung dịch và phát triển trên tinh thể mầm. Ưu điểm chính của phương pháp LPE là khả năng thu được tinh thể chất lượng cao ở nhiệt độ nuôi cấy 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 silic và cacbon vào buồng phản ứng ở nhiệt độ cao, lớp tinh thể đơn silic cacbua được lắng đọng trực tiếp lên bề mặt 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, nhờ đó 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 với các tính chất tuyệt vời, đặc biệt có giá trị cho các ứng dụng đòi hỏi vật liệu chất lượng cực cao.
Quá trình tăng trưởng của silicon carbide 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 thời điểm khác nhau, đảm bảo vị thế quan trọng của silicon carbide. Với sự nghiên cứu sâu rộng 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