सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल विकास में कार्बन-आधारित थर्मल क्षेत्र सामग्री का अनुप्रयोग

Ⅰ. SiC सामग्री का परिचय:

1. भौतिक गुणों का अवलोकन:

The तीसरी पीढ़ी के अर्धचालकइसे यौगिक अर्धचालक कहा जाता है, और इसकी बैंडगैप चौड़ाई लगभग 3.2eV है, जो सिलिकॉन-आधारित अर्धचालक सामग्री (सिलिकॉन-आधारित अर्धचालक सामग्री के लिए 1.12eV) की बैंडगैप चौड़ाई का तीन गुना है, इसलिए इसे वाइड बैंडगैप अर्धचालक भी कहा जाता है। सिलिकॉन-आधारित अर्धचालक उपकरणों में भौतिक सीमाएँ होती हैं जिन्हें कुछ उच्च तापमान, उच्च दबाव और उच्च आवृत्ति अनुप्रयोग परिदृश्यों में तोड़ना मुश्किल होता है। डिवाइस संरचना को समायोजित करना अब जरूरतों को पूरा नहीं कर सकता है, और तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्री SiC द्वारा प्रस्तुत की जाती हैदोनोंउभर आए हैं.

2. SiC उपकरणों का अनुप्रयोग:

अपने विशेष प्रदर्शन के आधार पर, SIC डिवाइस धीरे-धीरे उच्च तापमान, उच्च दबाव और उच्च आवृत्ति के क्षेत्र में सिलिकॉन-आधारित की जगह लेंगे, और 5G संचार, माइक्रोवेव रडार, एयरोस्पेस, नए ऊर्जा वाहन, रेल परिवहन, स्मार्ट में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे। ग्रिड, और अन्य क्षेत्र।

3। तैयारी विधि:

(१)भौतिक वाष्प परिवहन (पीवीटी): वृद्धि तापमान लगभग 2100~2400℃ है। इसके फायदे परिपक्व प्रौद्योगिकी, कम विनिर्माण लागत और क्रिस्टल की गुणवत्ता और उपज में निरंतर सुधार हैं। नुकसान यह है कि सामग्री की लगातार आपूर्ति करना मुश्किल है, और गैस चरण घटकों के अनुपात को नियंत्रित करना मुश्किल है। वर्तमान में पी-प्रकार के क्रिस्टल प्राप्त करना कठिन है।

(२)शीर्ष बीज घोल विधि (TSSG): वृद्धि का तापमान लगभग 2200℃ है। फायदे कम वृद्धि तापमान, कम तनाव, कुछ अव्यवस्था दोष, पी-प्रकार डोपिंग, 3 सी हैंक्रिस्टल विकास, और आसान व्यास विस्तार। हालाँकि, धातु समावेशन दोष अभी भी मौजूद हैं, और Si/C स्रोत की निरंतर आपूर्ति खराब है।

(3)उच्च तापमान रासायनिक वाष्प जमाव (HTCVD): वृद्धि तापमान लगभग 1600~1900℃ है। फायदे कच्चे माल की निरंतर आपूर्ति, सी/सी अनुपात का सटीक नियंत्रण, उच्च शुद्धता और सुविधाजनक डोपिंग हैं। नुकसान में गैसीय कच्चे माल की उच्च लागत, थर्मल फील्ड निकास के इंजीनियरिंग उपचार में उच्च कठिनाई, उच्च दोष और कम तकनीकी परिपक्वता शामिल हैं।

Ⅱ। कार्यात्मक वर्गीकरणथर्मल क्षेत्रसामग्री

1। इन्सुलेशन सिस्टम:

कार्य: आवश्यक तापमान प्रवणता का निर्माण करेंक्रिस्टल विकास

आवश्यकताएँ: 2000 से ऊपर उच्च तापमान इन्सुलेशन सामग्री प्रणालियों की तापीय चालकता, विद्युत चालकता, शुद्धता

2. क्रूसिबलप्रणाली:

समारोह: 

① हीटिंग घटक; 

② विकास कंटेनर

आवश्यकताएँ: प्रतिरोधकता, तापीय चालकता, थर्मल विस्तार गुणांक, शुद्धता

3. टीएसी कोटिंगअवयव:

कार्य: सी द्वारा बेस ग्रेफाइट के क्षरण को रोकना और सी समावेशन को रोकना

आवश्यकताएँ: कोटिंग घनत्व, कोटिंग मोटाई, पवित्रता

4. छिद्रपूर्ण ग्रेफाइटअवयव:

समारोह: 

① कार्बन कण घटकों को फ़िल्टर करें; 

② पूरक कार्बन स्रोत

आवश्यकताएँ: संप्रेषण, तापीय चालकता, शुद्धता

Ⅲ। थर्मल क्षेत्र तंत्र समाधान

इन्सुलेशन प्रणाली:

कार्बन/कार्बन मिश्रित इन्सुलेशन आंतरिक सिलेंडर में उच्च सतह घनत्व, संक्षारण प्रतिरोध और अच्छा थर्मल शॉक प्रतिरोध होता है। यह क्रूसिबल से साइड इन्सुलेशन सामग्री में लीक हुए सिलिकॉन के क्षरण को कम कर सकता है, जिससे थर्मल क्षेत्र की स्थिरता सुनिश्चित होती है।

कार्यात्मक घटक:

(१)टैंटलम कार्बाइड कोटेडअवयव

(२)छिद्रपूर्ण ग्रेफाइटअवयव

(3)कार्बन/कार्बन मिश्रिततापीय क्षेत्र घटक