کاربید سیلیکون (SiC)، به عنوان نوعی ماده نیمه‌هادی با شکاف باند پهن، نقش فزاینده‌ای در کاربرد علم و فناوری مدرن ایفا می‌کند. کاربید سیلیکون دارای پایداری حرارتی عالی، تحمل میدان الکتریکی بالا، رسانایی عمدی و سایر خواص فیزیکی و نوری عالی است و به طور گسترده در دستگاه‌های اپتوالکترونیکی و دستگاه‌های خورشیدی استفاده می‌شود. با توجه به افزایش تقاضا برای دستگاه‌های الکترونیکی کارآمدتر و پایدارتر، تسلط بر فناوری رشد کاربید سیلیکون به یک نقطه داغ تبدیل شده است.
بنابراین چقدر در مورد فرآیند رشد SiC می‌دانید؟
امروز ما سه تکنیک اصلی برای رشد تک بلورهای کاربید سیلیکون را مورد بحث قرار خواهیم داد: انتقال بخار فیزیکی (PVT)، اپیتاکسی فاز مایع (LPE) و رسوب بخار شیمیایی در دمای بالا (HT-CVD).
روش انتقال بخار فیزیکی (PVT)
روش انتقال بخار فیزیکی یکی از رایج‌ترین فرآیندهای رشد کاربید سیلیکون است. رشد کاربید سیلیکون تک کریستالی عمدتاً به تصعید پودر سیلیسیم و رسوب مجدد روی کریستال بذر در شرایط دمای بالا بستگی دارد. در یک بوته گرافیتی بسته، پودر کاربید سیلیکون تا دمای بالا گرم می‌شود، از طریق کنترل گرادیان دما، بخار کاربید سیلیکون روی سطح کریستال بذر متراکم می‌شود و به تدریج یک کریستال تک کریستالی بزرگ رشد می‌کند.
اکثریت قریب به اتفاق SiC تک کریستالی که در حال حاضر ارائه می‌دهیم با این روش رشد ساخته می‌شوند. این روش، روش اصلی در صنعت نیز هست.
اپیتاکسی فاز مایع (LPE)
کریستال‌های کاربید سیلیکون با استفاده از اپیتاکسی فاز مایع از طریق فرآیند رشد کریستال در سطح مشترک جامد-مایع تهیه می‌شوند. در این روش، پودر کاربید سیلیکون در دمای بالا در محلول سیلیکون-کربن حل می‌شود و سپس دما کاهش می‌یابد تا کاربید سیلیکون از محلول رسوب کرده و روی کریستال‌های بذر رشد کند. مزیت اصلی روش LPE، توانایی به دست آوردن کریستال‌های با کیفیت بالا در دمای رشد پایین‌تر، هزینه نسبتاً پایین و مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ است.
رسوب شیمیایی بخار با دمای بالا (HT-CVD)
با وارد کردن گاز حاوی سیلیکون و کربن به محفظه واکنش در دمای بالا، لایه تک کریستالی کاربید سیلیکون مستقیماً از طریق واکنش شیمیایی روی سطح کریستال بذر رسوب می‌کند. مزیت این روش این است که سرعت جریان و شرایط واکنش گاز را می‌توان دقیقاً کنترل کرد، به طوری که کریستال کاربید سیلیکون با خلوص بالا و نقص‌های کم به دست می‌آید. فرآیند HT-CVD می‌تواند کریستال‌های کاربید سیلیکون با خواص عالی تولید کند، که به ویژه برای کاربردهایی که به مواد با کیفیت بسیار بالا نیاز است، ارزشمند است.
فرآیند رشد کاربید سیلیکون سنگ بنای کاربرد و توسعه آن است. از طریق نوآوری و بهینه‌سازی مداوم فناوری، این سه روش رشد نقش‌های مربوط به خود را برای برآورده کردن نیازهای مختلف ایفا می‌کنند و جایگاه مهم کاربید سیلیکون را تضمین می‌کنند. با تعمیق تحقیقات و پیشرفت فناوری، فرآیند رشد مواد کاربید سیلیکون همچنان بهینه خواهد شد و عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی بیشتر بهبود خواهد یافت.
(سانسور)
زمان ارسال: ۲۳ ژوئن ۲۰۲۴
