Примена материјала термичког поља на бази угљеника у расту кристала силицијум карбида

Ⅰ. Увод у СиЦ материјале:

1. Преглед својстава материјала:

Тхеполупроводник треће генерацијесе назива сложени полупроводник, а његова ширина појасног размака је око 3,2 еВ, што је три пута ширина појасног размака полупроводничких материјала на бази силицијума (1,12 еВ за полупроводничке материјале на бази силицијума), па се назива и полупроводник са широким појасом. Полупроводнички уређаји засновани на силицијуму имају физичка ограничења која је тешко пробити у неким сценаријима примене на високим температурама, високим притиском и високим фреквенцијама. Прилагођавање структуре уређаја више не може да задовољи потребе, а полупроводнички материјали треће генерације које представљају СиЦ иГаНсу се појавили.

2. Примена СиЦ уређаја:

На основу својих посебних перформанси, СиЦ уређаји ће постепено заменити силицијумске уређаје у области високе температуре, високог притиска и високе фреквенције и играти важну улогу у 5Г комуникацијама, микроталасном радару, ваздухопловству, возилима нове енергије, железничком транспорту, паметном мреже и друга поља.

3. Начин припреме:

(1)Физички транспорт паре (ПВТ): Температура раста је око 2100 ~ 2400 ℃. Предности су зрела технологија, ниска цена производње и континуирано побољшање квалитета и приноса кристала. Недостаци су што је тешко континуирано снабдевати материјалима и тешко је контролисати удео компоненти гасне фазе. Тренутно је тешко добити кристале типа П.

(2)Метода топљења семена (ТССГ): Температура раста је око 2200℃. Предности су ниска температура раста, низак стрес, мало дислокацијских дефеката, допинг типа П, 3Цраст кристалаи лако проширење пречника. Међутим, дефекти укључивања метала и даље постоје, а континуирано снабдевање Си/Ц извора је слабо.

(3)Високотемпературно хемијско таложење паре (ХТЦВД): Температура раста је око 1600 ~ 1900 ℃. Предности су континуирано снабдевање сировинама, прецизна контрола односа Си/Ц, висока чистоћа и погодан допинг. Недостаци су висока цена гасовитих сировина, велика потешкоћа у инжењерској обради издувних гасова термичког поља, велики недостаци и ниска техничка зрелост.

Ⅱ. Функционална класификација натермичко пољематеријала

1. Систем изолације:

Функција: Конструисати температурни градијент потребан зараст кристала

Захтеви: Топлотна проводљивост, електрична проводљивост, чистоћа система високотемпературних изолационих материјала изнад 2000℃

2. Цруциблесистем:

Функција: 

① Компоненте за грејање; 

② Контејнер за раст

Захтеви: Отпорност, топлотна проводљивост, коефицијент топлотног ширења, чистоћа

3. ТаЦ премазкомпоненте:

Функција: Инхибира корозију основног графита од стране Си и инхибира Ц инклузије

Захтеви: Густина премаза, дебљина премаза, чистоћа

4. Порозни графиткомпоненте:

Функција: 

① Компоненте угљеничних честица филтера; 

② Додатни извор угљеника

Захтеви: Пропустљивост, топлотна проводљивост, чистоћа

Ⅲ. Системско решење топлотног поља

Систем изолације:

Унутрашњи цилиндар са изолацијом од угљеника и угљеника има високу површинску густину, отпорност на корозију и добру отпорност на топлотни удар. Може смањити корозију силицијума који цури из лончића на бочни изолациони материјал, чиме се обезбеђује стабилност топлотног поља.

Функционалне компоненте:

(1)Обложен тантал карбидомкомпоненте

(2)Порозни графиткомпоненте

(3)Композит угљеник/угљениккомпоненте топлотног поља