Wat is zeer zuiver poreus grafiet? - Vetek

De afgelopen jaren zijn de prestatie-eisen voor vermogenselektronische apparaten in termen van energieverbruik, volume, efficiëntie, enz. steeds hoger geworden. SiC heeft een grotere bandafstand, hogere doorslagveldsterkte, hogere thermische geleidbaarheid, hogere verzadigde elektronenmobiliteit en hogere chemische stabiliteit, wat de tekortkomingen van traditionele halfgeleidermaterialen compenseert. Hoe je SiC-kristallen efficiënt en op grote schaal kunt laten groeien is altijd een lastig probleem geweest.poreus grafietin de afgelopen jaren heeft effectief de kwaliteit verbeterd vanEnC-eenkristalgroei.

Typische fysieke eigenschappen van poreus grafiet van VeTek Semiconductor:

Zeer zuiver poreus grafiet voor de groei van SiC-eenkristallen volgens de PVT-methode

Ⅰ. PVT-methode

De PVT-methode is het belangrijkste proces voor het kweken van SiC-eenkristallen. Het basisproces van SiC-kristalgroei is verdeeld in sublimatie-ontleding van grondstoffen bij hoge temperatuur, transport van stoffen in de gasfase onder invloed van temperatuurgradiënt, en herkristallisatiegroei van stoffen in de gasfase bij het kiemkristal. Op basis hiervan wordt de binnenkant van de smeltkroes in drie delen verdeeld: het grondstoffengebied, de groeiholte en het zaadkristal. Op het gebied van grondstoffen wordt warmte overgedragen in de vorm van thermische straling en warmtegeleiding. Na verhitting worden SiC-grondstoffen voornamelijk ontleed door de volgende reacties:

EnC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(G)

2SiC(s) = C(s) + En₂C(g)

In het grondstoffengebied neemt de temperatuur af van de nabijheid van de kroeswand naar het grondstofoppervlak, dat wil zeggen de randtemperatuur van de grondstof > interne temperatuur van de grondstof > oppervlaktetemperatuur van de grondstof, resulterend in axiale en radiale temperatuurgradiënten, de waarvan de grootte een grotere impact zal hebben op de kristalgroei. Onder invloed van de bovenstaande temperatuurgradiënt zal het ruwe materiaal nabij de kroeswand beginnen te grafitiseren, wat resulteert in veranderingen in de materiaalstroom en porositeit. In de groeikamer worden de in het grondstoffengebied gegenereerde gasvormige stoffen naar de entkristalpositie getransporteerd, aangedreven door de axiale temperatuurgradiënt. Wanneer het oppervlak van de grafietkroes niet bedekt is met een speciale coating, zullen de gasvormige stoffen reageren met het oppervlak van de kroes, waardoor de grafietkroes wordt aangetast terwijl de C/Si-verhouding in de groeikamer verandert. Warmte in dit gebied wordt voornamelijk overgedragen in de vorm van thermische straling. Op de entkristalpositie bevinden de gasvormige stoffen Si, Si2C, SiC2, enz. in de groeikamer zich in een oververzadigde toestand als gevolg van de lage temperatuur bij het entkristal, en vindt afzetting en groei plaats op het entkristaloppervlak. De belangrijkste reacties zijn als volgt:

En₂C (g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

En (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Toepassingsscenario's vanzeer zuiver poreus grafiet in monokristallijne SiC-groeiovens in vacuüm- of inerte gasomgevingen tot 2650°C:

Volgens literatuuronderzoek is poreus grafiet met een hoge zuiverheid zeer nuttig bij de groei van eenkristal van SiC. We vergeleken de groeiomgeving van SiC-monokristal met en zonderzeer zuiver poreus grafiet.

Temperatuurvariatie langs de hartlijn van de smeltkroes voor twee structuren met en zonder poreus grafiet

Op het gebied van grondstoffen bedragen de temperatuurverschillen aan de boven- en onderkant van de twee structuren respectievelijk 64,0 en 48,0 ℃. Het bovenste en onderste temperatuurverschil van het zeer zuivere poreuze grafiet is relatief klein en de axiale temperatuur is uniformer. Samenvattend speelt poreus grafiet met hoge zuiverheid eerst een rol bij warmte-isolatie, waardoor de algehele temperatuur van de grondstoffen stijgt en de temperatuur in de groeikamer wordt verlaagd, wat bevorderlijk is voor de volledige sublimatie en afbraak van de grondstoffen. Tegelijkertijd worden de axiale en radiale temperatuurverschillen in het grondstofgebied verminderd en wordt de uniformiteit van de interne temperatuurverdeling verbeterd. Het helpt SiC-kristallen snel en gelijkmatig groeien.

Naast het temperatuureffect zal poreus grafiet met hoge zuiverheid ook de gasstroomsnelheid in de SiC-eenkristaloven veranderen. Dit wordt voornamelijk weerspiegeld in het feit dat poreus grafiet met een hoge zuiverheid de materiaalstroom aan de rand zal vertragen, waardoor de gasstroomsnelheid tijdens de groei van SiC-monokristallen wordt gestabiliseerd.

Ⅱ. De rol van zeer zuiver poreus grafiet in een SIC-oven voor eenkristalgroei

In de SIC-oven voor eenkristalgroei met poreus grafiet met hoge zuiverheid wordt het transport van materialen beperkt door poreus grafiet met hoge zuiverheid, het grensvlak is zeer uniform en er is geen kromtrekken van de randen aan het groeigrensvlak. De groei van SiC-kristallen in de SIC-oven voor eenkristalgroei met poreus grafiet met hoge zuiverheid is echter relatief langzaam. Daarom onderdrukt de introductie van poreus grafiet met hoge zuiverheid voor het kristalgrensvlak effectief de hoge materiaalstroomsnelheid veroorzaakt door randgrafitisering, waardoor het SiC-kristal gelijkmatig groeit.

Interface verandert in de loop van de tijd tijdens SiC-monokristalgroei met en zonder zeer zuiver poreus grafiet

Daarom is poreus grafiet met hoge zuiverheid een effectief middel om de groeiomgeving van SiC-kristallen te verbeteren en de kristalkwaliteit te optimaliseren.

Poreuze grafietplaat is een typische gebruiksvorm van poreus grafiet

Schematisch diagram van de bereiding van SiC-monokristallen met behulp van een poreuze grafietplaat en de PVT-methodeCVDEnCrauw materiaalvan VeTek Semiconductor

Het voordeel van VeTek Semiconductor ligt in het sterke technische team en het uitstekende serviceteam. Afhankelijk van uw wensen kunnen wij passend maatwerk makenhhoge zuiverheidporeus grafieteproducten waarmee u grote vooruitgang en voordelen kunt boeken in de SiC-monokristalgroei-industrie.