Syntetizujúci prášok z karbidu kremíka s vysokou čistotou

Ako SiC dosahuje svoje popredné miesto v oblasti polovodičov? 

Je to predovšetkým vďaka svojim výnimočným charakteristikám širokého pásma v rozsahu od 2,3 do 3,3 eV, čo z neho robí ideálny materiál na výrobu vysokofrekvenčných elektronických zariadení s vysokým výkonom. Táto funkcia sa dá prirovnať k vybudovaniu širokej diaľnice pre elektronické signály, ktorá zabezpečuje hladký prechod pre vysokofrekvenčné signály a kladie pevný základ pre efektívnejšie a rýchlejšie spracovanie a prenos údajov.

Jeho široké pásmo v rozsahu od 2,3 do 3,3 eV je kľúčovým faktorom, vďaka čomu je ideálny pre vysokofrekvenčné a vysokovýkonné elektronické zariadenia. Je to, ako keby rozľahlá diaľnica bola vydláždená pre elektronické signály, ktoré im umožňujú cestovať bez prekážok, čím sa vytvára robustný základ pre vyššiu efektivitu a rýchlosť pri manipulácii a prenose údajov.

Jeho vysoká tepelná vodivosť, ktorá môže dosiahnuť 3,6 až 4,8 W·cm⁻¹·K⁻¹. To znamená, že dokáže rýchlo odvádzať teplo a pôsobí ako účinný chladiaci „motor“ pre elektronické zariadenia. V dôsledku toho SiC funguje výnimočne dobre v náročných aplikáciách elektronických zariadení, ktoré vyžadujú odolnosť voči žiareniu a korózii. Či už čelíte výzve kozmického žiarenia pri prieskume vesmíru alebo korozívnej erózii v drsnom priemyselnom prostredí, SiC môže fungovať stabilne a zostať stabilný.

Jeho vysoká pohyblivosť saturácie nosiča v rozsahu od 1,9 do 2,6 × 10⁷ cm·s⁻¹. Táto funkcia ďalej rozširuje svoj aplikačný potenciál v oblasti polovodičov, efektívne zvyšuje výkon elektronických zariadení tým, že zabezpečuje rýchly a efektívny pohyb elektrónov v rámci zariadení, čím poskytuje silnú podporu pre dosiahnutie výkonnejších funkcií.

Ako sa vyvíjala história vývoja kryštálových materiálov SiC (karbid kremíka)? 

Pohľad späť na vývoj kryštálových materiálov SiC je ako otáčanie stránok knihy vedeckého a technologického pokroku. Už v roku 1892 Acheson vynašiel metódu syntézySiC prášokz oxidu kremičitého a uhlíka, čím sa začalo štúdium materiálov SiC. Čistota a veľkosť SiC materiálov získaných v tom čase však bola obmedzená, podobne ako dieťa v plienok, hoci má nekonečný potenciál, stále potrebovalo neustály rast a zdokonaľovanie.

Bolo to v roku 1955, keď spoločnosť Lely úspešne vypestovala relatívne čisté kryštály SiC pomocou sublimačnej technológie, čo predstavuje dôležitý míľnik v histórii SiC. Materiály podobné SiC doske získané touto metódou však mali malú veľkosť a mali veľké rozdiely vo výkone, podobne ako skupina nerovných vojakov, pre ktorých je ťažké vytvoriť silnú bojovú silu v oblastiach špičkových aplikácií.

Bolo to medzi rokmi 1978 a 1981, keď Tairov a Tsvetkov nadviazali na Lelyho metódu zavedením zárodočných kryštálov a starostlivým návrhom teplotných gradientov na riadenie transportu materiálu. Tento inovatívny krok, teraz známy ako vylepšená metóda Lely alebo metóda sublimácie s pomocou semien (PVT), priniesol nový úsvit pre rast kryštálov SiC, výrazne zlepšil kvalitu a kontrolu veľkosti kryštálov SiC a položil pevný základ pre široké uplatnenie SiC v rôznych oblastiach.

Aké sú základné prvky pri raste monokryštálov SiC? 

Kvalita prášku SiC hrá kľúčovú úlohu v procese rastu monokryštálov SiC. Pri použitíβ-SiC prášokna rast monokryštálov SiC môže dôjsť k fázovému prechodu na a-SiC. Tento prechod ovplyvňuje molárny pomer Si/C v plynnej fáze, podobne ako jemné chemické vyrovnávanie; akonáhle je narušený, rast kryštálov môže byť nepriaznivo ovplyvnený, podobne ako nestabilita základov vedúca k nakloneniu celej budovy.

Pochádzajú hlavne z prášku SiC, pričom medzi nimi existuje úzky lineárny vzťah. Inými slovami, čím vyššia je čistota prášku, tým lepšia je kvalita monokryštálu. Preto sa príprava vysoko čistého prášku SiC stáva kľúčom k syntéze vysokokvalitných monokryštálov SiC. To si vyžaduje, aby sme prísne kontrolovali obsah nečistôt počas procesu syntézy prášku, aby sme zaistili, že každá „molekula suroviny“ spĺňa vysoké štandardy a poskytuje najlepší základ pre rast kryštálov.

Aké sú metódy syntézyvysoko čistý SiC prášok? 

V súčasnosti existujú tri hlavné prístupy k syntéze vysoko čistého prášku SiC: metódy v parnej fáze, v kvapalnej fáze a v pevnej fáze.

Dômyselne riadi obsah nečistôt v zdroji plynu vrátane metód CVD (Chemical Vapour Deposition) a plazmových metód. CVD využíva „kúzlo“ vysokoteplotných reakcií na získanie ultrajemného, ​​vysoko čistého SiC prášku. Napríklad použitím (CH3)2SiCl2 ako suroviny sa v „peci“ úspešne pripraví vysoko čistý práškový nanokarbid kremíka s nízkym obsahom kyslíka pri teplotách v rozmedzí od 1100 do 1400 °C, podobne ako starostlivé vyrezávanie nádherných umeleckých diel v mikroskopický svet. Plazmové metódy sa na druhej strane spoliehajú na silu vysokoenergetických zrážok elektrónov na dosiahnutie vysoko čistej syntézy prášku SiC. Pomocou mikrovlnnej plazmy sa tetrametylsilán (TMS) používa ako reakčný plyn na syntézu vysoko čistého prášku SiC pod "vplyvom" vysokoenergetických elektrónov. Hoci metóda v parnej fáze môže dosiahnuť vysokú čistotu, jej vysoká cena a pomalá rýchlosť syntézy ju robia podobným vysokokvalifikovanému remeselníkovi, ktorý veľa nabíja a pracuje pomaly, čo sťažuje splnenie požiadaviek vo veľkom meradle.

Metóda sol-gél vyniká v metóde kvapalnej fázy, ktorá je schopná syntetizovať vysokú čistotuSiC prášok. Použitím priemyselného kremíkového sólu a vo vode rozpustnej fenolovej živice ako surovín sa pri vysokých teplotách uskutočňuje karbotermálna redukčná reakcia, aby sa nakoniec získal prášok SiC. Metóda v kvapalnej fáze však čelí aj problémom vysokej ceny a zložitého procesu syntézy, podobne ako cesta plná tŕňov, ktorá, hoci môže dosiahnuť cieľ, je plná výziev.

Prostredníctvom týchto metód sa výskumníci naďalej snažia zlepšiť čistotu a výťažok prášku SiC, čím podporujú technológiu rastu monokryštálov karbidu kremíka na vyššiu úroveň.

Semicorex ponúkaHvysoko čistý SiC prášokpre polovodičové procesy. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšie podrobnosti, neváhajte nás kontaktovať.

Kontaktné telefónne číslo +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com