სილიციუმის კარბიდი (SiC), როგორც ფართო ზოლური უფსკრულის მქონე ნახევარგამტარული მასალის სახეობა, სულ უფრო მნიშვნელოვან როლს ასრულებს თანამედროვე მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების გამოყენებაში. სილიციუმის კარბიდს აქვს შესანიშნავი თერმული სტაბილურობა, ელექტრული ველის მაღალი ტოლერანტობა, განზრახ გამტარობა და სხვა შესანიშნავი ფიზიკური და ოპტიკური თვისებები და ფართოდ გამოიყენება ოპტოელექტრონულ მოწყობილობებსა და მზის მოწყობილობებში. უფრო ეფექტური და სტაბილური ელექტრონული მოწყობილობების მზარდი მოთხოვნის გამო, სილიციუმის კარბიდის ზრდის ტექნოლოგიის დაუფლება ცხელ წერტილად იქცა.
მაშ, რამდენად კარგად იცით SiC-ის ზრდის პროცესის შესახებ?
დღეს ჩვენ განვიხილავთ სილიციუმის კარბიდის მონოკრისტალების ზრდის სამ ძირითად ტექნიკას: ფიზიკური ორთქლის ტრანსპორტირება (PVT), თხევადი ფაზის ეპიტაქსია (LPE) და მაღალტემპერატურულ ქიმიურ ორთქლის დეპონირებას (HT-CVD).
ფიზიკური ორთქლის გადაცემის მეთოდი (PVT)
ფიზიკური ორთქლის გადაცემის მეთოდი სილიციუმის კარბიდის ზრდის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული პროცესია. მონოკრისტალური სილიციუმის კარბიდის ზრდა ძირითადად დამოკიდებულია სილიციუმის ფხვნილის სუბლიმაციასა და მაღალი ტემპერატურის პირობებში სათესლე კრისტალზე ხელახლა დალექვაზე. დახურულ გრაფიტის ჭურჭელში სილიციუმის კარბიდის ფხვნილი მაღალ ტემპერატურამდე თბება, ტემპერატურის გრადიენტის კონტროლით, სილიციუმის კარბიდის ორთქლი კონდენსირდება სათესლე კრისტალის ზედაპირზე და თანდათანობით იზრდება დიდი ზომის მონოკრისტალამდე.
ჩვენს მიერ ამჟამად მოწოდებული მონოკრისტალური SiC-ის დიდი უმრავლესობა ამ მეთოდით მზადდება. ეს ასევე ინდუსტრიაში გავრცელებული მეთოდია.
თხევადი ფაზის ეპიტაქსია (LPE)
სილიციუმის კარბიდის კრისტალები მზადდება თხევადი ფაზის ეპიტაქსიით, კრისტალების ზრდის პროცესის მეშვეობით მყარ-თხევად საზღვარზე. ამ მეთოდით, სილიციუმის კარბიდის ფხვნილი იხსნება სილიციუმ-ნახშირბადის ხსნარში მაღალ ტემპერატურაზე, შემდეგ კი ტემპერატურა მცირდება ისე, რომ სილიციუმის კარბიდი გამოილექება ხსნარიდან და იზრდება სათესლე კრისტალებზე. LPE მეთოდის მთავარი უპირატესობაა მაღალი ხარისხის კრისტალების მიღების შესაძლებლობა უფრო დაბალ ზრდის ტემპერატურაზე, შედარებით დაბალი ღირებულება და ის შესაფერისია მასშტაბური წარმოებისთვის.
მაღალტემპერატურულ ქიმიურ ორთქლზე დეპონირება (HT-CVD)
სილიციუმის და ნახშირბადის შემცველი გაზის რეაქციის კამერაში მაღალ ტემპერატურაზე შეყვანით, სილიციუმის კარბიდის ერთკრისტალური ფენა ქიმიური რეაქციის გზით პირდაპირ საწყისი კრისტალის ზედაპირზე ილექება. ამ მეთოდის უპირატესობა ის არის, რომ გაზის ნაკადის სიჩქარისა და რეაქციის პირობების ზუსტად კონტროლი შესაძლებელია, რათა მივიღოთ მაღალი სისუფთავისა და მცირე დეფექტების მქონე სილიციუმის კარბიდის კრისტალი. HT-CVD პროცესით შესაძლებელია შესანიშნავი თვისებების მქონე სილიციუმის კარბიდის კრისტალების წარმოება, რაც განსაკუთრებით ღირებულია იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა უკიდურესად მაღალი ხარისხის მასალები.
სილიციუმის კარბიდის ზრდის პროცესი მისი გამოყენებისა და განვითარების ქვაკუთხედია. უწყვეტი ტექნოლოგიური ინოვაციებისა და ოპტიმიზაციის გზით, ზრდის ეს სამი მეთოდი ასრულებს თავის როლს სხვადასხვა შემთხვევის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად, რაც უზრუნველყოფს სილიციუმის კარბიდის მნიშვნელოვან პოზიციას. კვლევისა და ტექნოლოგიური პროგრესის გაღრმავებასთან ერთად, სილიციუმის კარბიდის მასალების ზრდის პროცესის ოპტიმიზაცია გაგრძელდება და ელექტრონული მოწყობილობების მუშაობა კიდევ უფრო გაუმჯობესდება.
(ცენზურა)
გამოქვეყნების დრო: 23 ივნისი-2024