SiC yarı iletkende Grafitin Saflaştırma Teknolojisi

SiC Yarıiletkenlerde Grafit Uygulaması ve Saflığın Önemi

Grafitolağanüstü termal ve elektriksel özellikleriyle bilinen Silisyum Karbür (SiC) yarı iletkenlerin üretiminde hayati öneme sahiptir. Bu, SiC'yi yüksek güç, yüksek sıcaklık ve yüksek frekans uygulamaları için ideal kılar. SiC yarı iletken üretiminde,grafityaygın olarak kullanılırpotalar, ısıtıcılar ve diğer yüksek sıcaklıkta işleme bileşenleriMükemmel termal iletkenliği, kimyasal stabilitesi ve termal şoka karşı direnci nedeniyle. Ancak grafitin bu rollerdeki etkinliği büyük ölçüde saflığına bağlıdır. Grafitteki safsızlıklar SiC kristallerinde istenmeyen kusurlara neden olabilir, yarı iletken cihazların performansını düşürebilir ve genel üretim süreci verimini azaltabilir. Elektrikli araçlar, yenilenebilir enerji ve telekomünikasyon gibi sektörlerde SiC yarı iletkenlerine olan talebin artmasıyla birlikte ultra saf grafit ihtiyacı daha kritik hale geldi. Yüksek saflıkta grafit, SiC yarı iletkenlerin sıkı kalite gereksinimlerinin karşılanmasını sağlayarak üreticilerin üstün performans ve güvenilirliğe sahip cihazlar üretmesine olanak tanır. Bu nedenle, ultra yüksek saflığa ulaşmak için ileri saflaştırma yöntemlerinin geliştirilmesigrafityeni nesil SiC yarı iletken teknolojilerini desteklemek için gereklidir.

Fizikokimyasal Saflaştırma

Arıtma teknolojisinin sürekli ilerlemesi ve üçüncü nesil yarı iletken teknolojisinin hızlı gelişimi, fizikokimyasal saflaştırma olarak bilinen yeni bir grafit saflaştırma yönteminin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Bu yöntem yerleştirmeyi içerir.grafit ürünleriIsıtma için bir vakum fırınında. Fırındaki vakumun arttırılmasıyla grafit ürünlerdeki yabancı maddeler doymuş buhar basıncına ulaştığında buharlaşacaktır. Ek olarak, grafit safsızlıklarındaki yüksek erime ve kaynama noktalı oksitleri düşük erime ve kaynama noktalı halojenürlere dönüştürmek için halojen gazı kullanılarak istenen saflaştırma etkisi elde edilir.

Yüksek saflıkta grafit ürünlerüçüncü nesil yarı iletken silisyum karbür için genellikle fiziksel ve kimyasal yöntemler kullanılarak saflaştırma işlemine tabi tutulur ve saflık gereksinimi ≥%99,9995'tir. Saflığa ek olarak, B safsızlık içeriği ≤0,05 × 10^-6 ve Al safsızlık içeriği ≤0,05 ×10^-6 gibi belirli safsızlık elementlerinin içeriği için özel gereksinimler vardır.

Fırın sıcaklığının ve vakum seviyesinin arttırılması, grafit ürünlerdeki bazı yabancı maddelerin otomatik olarak buharlaşmasına yol açarak yabancı maddelerin giderilmesini sağlar. Uzaklaştırılması için daha yüksek sıcaklıklar gerektiren yabancı maddeler için, bunları daha düşük erime ve kaynama noktalarına sahip halojenürlere dönüştürmek için halojen gazı kullanılır. Bu yöntemlerin kombinasyonu sayesinde grafitteki yabancı maddeler etkili bir şekilde giderilir.

Örneğin halojen grubundan gelen klor gazı, saflaştırma işlemi sırasında grafit safsızlıklarındaki oksitleri klorürlere dönüştürmek için dahil edilir. Klorürlerin erime ve kaynama noktalarının oksitlerine kıyasla önemli ölçüde düşük olması nedeniyle, grafitteki yabancı maddeler çok yüksek sıcaklıklara gerek kalmadan giderilebilir.

Arıtma Süreci

Üçüncü nesil SiC yarı iletkenlerde kullanılan yüksek saflıktaki grafit ürünleri saflaştırmadan önce, istenen nihai saflığa, belirli safsızlıkların seviyelerine ve grafit ürünlerinin başlangıç ​​saflığına dayalı olarak uygun proses planının belirlenmesi önemlidir. Proses, bor (B) ve alüminyum (Al) gibi kritik elementlerin seçici olarak uzaklaştırılmasına odaklanmalıdır. Saflaştırma planı, başlangıç ​​ve hedef saflık seviyelerinin yanı sıra belirli elementlere yönelik gereksinimlerin değerlendirilmesiyle formüle edilir. Bu, halojen gazının, fırın basıncının ve proses sıcaklığı parametrelerinin belirlenmesini içeren en uygun ve en uygun maliyetli saflaştırma prosesinin seçilmesini içerir. Bu proses verileri daha sonra prosedürü gerçekleştirmek için arıtma ekipmanına girilir. Saflaştırmanın ardından gerekli standartlara uygunluğun doğrulanması için üçüncü taraf testleri yapılır ve nitelikli ürünler son kullanıcıya teslim edilir.