O que é grafite porosa de alta pureza?

Nos últimos anos, os requisitos de desempenho para dispositivos eletrônicos de energia em termos de consumo de energia, volume, eficiência etc. tornaram -se cada vez mais altos. O SiC possui um maior de banda, maior resistência ao campo de ruptura, maior condutividade térmica, maior mobilidade de elétrons saturados e maior estabilidade química, o que compõe as deficiências dos materiais semicondutores tradicionais. Como cultivar cristais SiC com eficiência e em larga escala sempre foi um problema difícil, e a introdução de alta purezagrafite porosaNos últimos anos melhorou efetivamente a qualidade deCrescimento de cristal único sic.

Propriedades físicas típicas da grafite porosa de semicondutores vetek:

Grafite porosa de alta pureza para crescimento de cristal único SiC pelo método Pvt

Ⅰ. Método Pvt

O método PVT é o principal processo para o cultivo de cristais únicos do SiC. O processo básico de crescimento do cristal SiC é dividido em decomposição da sublimação das matérias -primas a alta temperatura, transporte de substâncias da fase gasosa sob a ação do gradiente de temperatura e crescimento de recristalização de substâncias da fase gasosa no cristal de sementes. Com base nisso, o interior do cadinho é dividido em três partes: área da matéria -prima, cavidade de crescimento e cristal de semente. Na área da matéria -prima, o calor é transferido na forma de radiação térmica e condução de calor. Depois de serem aquecidos, as matérias -primas do SIC são decompostas principalmente pelas seguintes reações:

Ec (s) = Si (g) + c (s)

2SIC (s) = Si (g) + sic₂(g)

2SIC (s) = C (s) + E₂C (g)

Na área da matéria -prima, a temperatura diminui da vizinhança da parede do cadinho para a superfície da matéria -prima, ou seja, a temperatura da borda da borda da matéria -prima> Temperatura interna do matéria -prima> Temperatura da superfície do material prato, resultando em gradientes de temperatura axial e radial, cujo tamanho terá um impacto maior no crescimento do cristal. Sob a ação do gradiente de temperatura acima, a matéria -prima começará a grafitar perto da parede do cadinho, resultando em alterações no fluxo e porosidade do material. Na câmara de crescimento, as substâncias gasosas geradas na área da matéria -prima são transportadas para a posição do cristal de sementes acionadas pelo gradiente de temperatura axial. Quando a superfície do cadinho de grafite não é coberta com um revestimento especial, as substâncias gasosas reagirão com a superfície cadinho, corroendo o cadinho de grafite enquanto altera a relação C/Si na câmara de crescimento. O calor nesta área é transferido principalmente na forma de radiação térmica. Na posição do cristal de semente, as substâncias gasosas Si, Si2C, Sic2, etc. Na câmara de crescimento estão em um estado excessivo devido à baixa temperatura no cristal de semente, e a deposição e crescimento ocorrem na superfície do cristal de sementes. As principais reações são as seguintes:

E₂C (g) + sic₂(g) = 3SIC (s)

E (g) + sic₂(g) = 2SIC (s)

Cenários de aplicação degrafite porosa de alta pureza no crescimento de cristal únicofornos em ambientes de vácuo ou inerte a gás de até 2650 ° C:

De acordo com a pesquisa da literatura, a grafite porosa de alta pureza é muito útil no crescimento do SiC único cristal. Comparamos o ambiente de crescimento do SiC único cristal com e semgrafite porosa de alta pureza.

Variação de temperatura ao longo da linha central do Crisol para duas estruturas com e sem grafite porosa

Na área da matéria -prima, as diferenças de temperatura superior e inferior das duas estruturas são 64.0 e 48,0 ℃, respectivamente. A diferença de temperatura superior e inferior da grafite porosa de alta pureza é relativamente pequena e a temperatura axial é mais uniforme. Em resumo, a grafite porosa de alta pureza primeiro desempenha um papel de isolamento térmico, o que aumenta a temperatura geral das matérias-primas e reduz a temperatura na câmara de crescimento, o que é propício à sublimação e decomposição total das matérias-primas. Ao mesmo tempo, as diferenças de temperatura axial e radial na área da matéria -prima são reduzidas e a uniformidade da distribuição de temperatura interna é aprimorada. Ajuda os cristais do SIC a crescer de maneira rápida e uniforme.

Além do efeito de temperatura, a grafite porosa de alta pureza também alterará a taxa de fluxo de gás no forno de cristal único SiC. Isso se reflete principalmente no fato de que a grafite porosa de alta pureza diminuirá a vazão do material na borda, estabilizando assim a vazão do gás durante o crescimento de cristais únicos do SiC.

Ⅱ. O papel da grafite porosa de alta pureza no forno de crescimento de cristal único SiC

No forno de crescimento de cristal único SiC com grafite porosa de alta pureza, o transporte de materiais é restringido por grafite porosa de alta pureza, a interface é muito uniforme e não há deformação de borda na interface de crescimento. No entanto, o crescimento de cristais SiC no forno de crescimento de cristal único SiC com grafite porosa de alta pureza é relativamente lenta. Portanto, para a interface cristalina, a introdução de grafite porosa de alta pureza suprime efetivamente a alta taxa de fluxo de material causada pela grafitização de borda, tornando assim o cristal SiC crescer uniformemente.

A interface muda ao longo do tempo durante o crescimento de cristal único SiC com e sem grafite porosa de alta pureza

Portanto, a grafite porosa de alta pureza é um meio eficaz para melhorar o ambiente de crescimento dos cristais SiC e otimizar a qualidade do cristal.

A placa de grafite porosa é uma forma de uso típica de grafite porosa

Diagrama esquemático de preparação de cristal único SiC usando placa de grafite porosa e o método PVT deCVDEccru materialda compreensão do semicondutor

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