PVT Yöntemiyle Hazırlanan SiC Kristalleri

Silisyum karbür tek kristallerinin hazırlanmasına yönelik ana yöntem, fiziksel buhar taşıma (PVT) yöntemidir. Bu yöntem esas olarak aşağıdakilerden oluşur:kuvars tüp boşluğu, Aısıtma elemanı(indüksiyon bobini veya grafit ısıtıcı),grafit karbon keçe izolasyonumalzeme, birgrafit pota, bir silisyum karbür tohum kristali, silisyum karbür tozu ve bir yüksek sıcaklık termometresi. Silisyum karbür tozu grafit potanın alt kısmında bulunurken, tohum kristali üstte sabitlenmiştir. Kristal büyüme süreci şu şekildedir: Pota tabanındaki sıcaklık, ısıtma (indüksiyon veya direnç) yoluyla 2100–2400 °C'ye yükseltilir. Pota tabanındaki silisyum karbür tozu bu yüksek sıcaklıkta ayrışır ve Si, Si₂C ve SiC₂ gibi gaz halindeki maddeler üretir. Boşluk içindeki sıcaklık ve konsantrasyon gradyanlarının etkisi altında, bu gaz halindeki maddeler tohum kristalinin daha düşük sıcaklıktaki yüzeyine taşınır ve yavaş yavaş yoğunlaşır ve çekirdeklenir, sonuçta silisyum karbür kristalinin büyümesi sağlanır.

Fiziksel buhar taşıma yöntemini kullanarak silisyum karbür kristallerini büyütürken dikkat edilmesi gereken önemli teknik noktalar şunlardır:

1) Kristal büyüme sıcaklığı alanındaki grafit malzemenin saflığı gereksinimleri karşılamalıdır. Grafit parçaların saflığı 5×10-6'dan, izolasyon keçesinin saflığı ise 10×10-6'dan az olmalıdır. Bunlardan B ve Al elementlerinin saflığı 0,1×10-6'nın altında olmalıdır çünkü bu iki element silisyum karbür büyümesi sırasında serbest delikler oluşturacaktır. Bu iki elementin aşırı miktarları silisyum karbürün kararsız elektriksel özelliklerine yol açarak silisyum karbür cihazların performansını etkileyecektir. Aynı zamanda safsızlıkların varlığı kristal kusurlarına ve dislokasyonlara yol açarak sonuçta kristalin kalitesini etkileyebilir.

2) Tohum kristal polaritesi doğru seçilmelidir. C(0001) düzleminin 4H-SiC kristallerini büyütmek için kullanılabileceği ve Si(0001) düzleminin 6H-SiC kristallerini büyütmek için kullanılabileceği doğrulandı.

3) Büyüme için eksen dışı tohum kristallerini kullanın. Eksen dışı tohum kristalinin optimal açısı 4°'dir ve kristal yönüne işaret eder. Eksen dışı tohum kristalleri yalnızca kristal büyümesinin simetrisini değiştirmekle ve kristaldeki kusurları azaltmakla kalmaz, aynı zamanda kristalin belirli bir kristal oryantasyonu boyunca büyümesine izin verir, bu da tek kristal kristallerin hazırlanmasında faydalıdır. Aynı zamanda kristal büyümesini daha düzgün hale getirebilir, kristaldeki iç gerilimi ve gerilimi azaltabilir ve kristal kalitesini artırabilir.

, bir silisyum karbür tohum kristali, silisyum karbür tozu ve bir yüksek sıcaklık termometresi. Silisyum karbür tozu grafit potanın alt kısmında bulunurken, tohum kristali üstte sabitlenmiştir. Kristal büyüme süreci şu şekildedir: Pota tabanındaki sıcaklık, ısıtma (indüksiyon veya direnç) yoluyla 2100–2400 °C'ye yükseltilir. Pota tabanındaki silisyum karbür tozu bu yüksek sıcaklıkta ayrışır ve Si, Si₂C ve SiC₂ gibi gaz halindeki maddeler üretir. Boşluk içindeki sıcaklık ve konsantrasyon gradyanlarının etkisi altında, bu gaz halindeki maddeler tohum kristalinin daha düşük sıcaklıktaki yüzeyine taşınır ve yavaş yavaş yoğunlaşır ve çekirdeklenir, sonuçta silisyum karbür kristalinin büyümesi sağlanır.

5) Kristal büyüme döngüsü sırasında kristal büyüme arayüzünün stabilitesini koruyun. Silisyum karbür kristallerinin kalınlığı kademeli olarak arttıkça, kristal büyüme arayüzü kademeli olarak potanın altındaki silisyum karbür tozunun üst yüzeyine doğru hareket eder. Bu, kristal büyüme arayüzündeki büyüme ortamında değişikliklere neden olarak termal alan ve karbon-silisyum oranı gibi parametrelerde dalgalanmalara neden olur. Aynı zamanda atmosferik malzeme taşıma hızını azaltır ve kristal büyüme hızını yavaşlatır, kristalin sürekli ve istikrarlı büyümesi için risk oluşturur. Bu sorunlar, yapı ve kontrol yöntemlerinin optimize edilmesiyle bir dereceye kadar azaltılabilir. Bir pota hareket mekanizması eklemek ve potayı kristal büyüme hızında eksenel yön boyunca yavaşça yukarı doğru hareket edecek şekilde kontrol etmek, kristal büyüme arayüzü büyüme ortamının stabilitesini sağlayabilir ve sabit bir eksenel ve radyal sıcaklık gradyanını koruyabilir.

Semicorex yüksek kalite sunuyorgrafit bileşenleriSiC kristal büyümesi için. Herhangi bir sorunuz varsa veya ek ayrıntılara ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

İletişim telefonu numarası +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com