Anglies pagrindu pagamintų šiluminių lauko medžiagų taikymas silicio karbido kristalų augime

Ⅰ. Įvadas į SiC medžiagas:

1. Medžiagos savybių apžvalga:

The Trečiosios kartos puslaidininkisyra vadinamas sudėtiniu puslaidininkiu, o jo juostos juostos plotis yra apie 3,2ev, tai yra tris kartus didesnis nei silicio puslaidininkių medžiagų juostos juostos plotis (1.12EV silicio puslaidininkių medžiagoms), taigi ji dar vadinama plačiu juostos puslaidininkiu. Silicio pagrindu pagaminti puslaidininkiniai prietaisai turi fizines ribas, kurias sunku nutrūkti kai kuriuose aukštos temperatūros, aukšto slėgio ir aukšto dažnio taikymo scenarijuose. Įrenginio struktūros koregavimas nebegali patenkinti poreikių, o trečiosios kartos puslaidininkių medžiagos, kurias vaizduoja SIC irAbuatsirado.

2. SiC prietaisų taikymas:

Dėl ypatingų savybių SiC įrenginiai palaipsniui pakeis silicio pagrindu pagamintus įrenginius aukštos temperatūros, aukšto slėgio ir aukšto dažnio srityse ir vaidins svarbų vaidmenį 5G ryšių, mikrobangų radaro, kosmoso, naujų energijos transporto priemonių, geležinkelių transporto, išmaniųjų technologijų srityse. tinkleliai ir kiti laukai.

3. Paruošimo būdas:

(1)Fizinis garų transportavimas (PVT): Augimo temperatūra yra apie 2100 ~ 2400 ℃. Privalumai yra brandžios technologijos, mažos gamybos sąnaudos ir nuolatinis kristalų kokybės ir derlingumo tobulinimas. Trūkumai yra tai, kad sunku nuolat tiekti medžiagas, todėl sunku kontroliuoti dujų fazių komponentų dalį. Šiuo metu sunku gauti p tipo kristalų.

(2)Viršutinio sėklų tirpalo metodas (TSSG): Augimo temperatūra yra apie 2200 ℃. Privalumai yra žemos augimo temperatūros, mažo streso, nedaug dislokacijos defektų, p tipo dopingo, 3ckristalų augimas, ir lengvas skersmens išplėtimas. Tačiau metalo intarpų defektai vis dar egzistuoja, o nuolatinis Si / C šaltinio tiekimas yra prastas.

(3)Aukštos temperatūros cheminio garų nusėdimas (HTCVD): Augimo temperatūra yra apie 1600–1900 ℃. Privalumai yra nuolatinis žaliavų tiekimas, tikslus Si/C santykio valdymas, didelis grynumas ir patogus dopingas. Trūkumai yra didelė dujinių žaliavų kaina, dideli terminio lauko išmetimo inžinerinio apdorojimo sunkumai, dideli defektai ir žema techninė branda.

Ⅱ. Funkcinė klasifikacijašiluminis laukasmedžiagos

1. Izoliacijos sistema:

Funkcija: sukurkite reikalingą temperatūros gradientąkristalų augimas

Reikalavimai: Šilumos laidumas, elektrinis laidumas, aukštos temperatūros izoliacinių medžiagų sistemų grynumas virš 2000 ℃

2. TiglisSistema:

Funkcija: 

① Šildymo komponentai; 

② Augimo konteineris

Reikalavimai: Atsparumas, šilumos laidumas, šiluminio išsiplėtimo koeficientas, grynumas

3. TaC dangaKomponentai:

Funkcija: slopinkite bazinio grafito koroziją Si ir slopinkite C intarpus

Reikalavimai: dangos tankis, dangos storis, grynumas

4. Porėtas grafitasKomponentai:

Funkcija: 

① Filtruoti anglies dalelių komponentus; 

② Papildykite anglies šaltinį

Reikalavimai: pralaidumas, šilumos laidumas, grynumas

Ⅲ. Šiluminio lauko sistemos sprendimas

Izoliacijos sistema:

Anglies/anglies kompozicinė izoliacija Vidinis cilindras turi didelį paviršiaus tankį, atsparumą korozijai ir gerą šiluminio smūgio atsparumą. Tai gali sumažinti silicio koroziją, nutekėjusią iš tiglio į šoninę izoliacijos medžiagą, taip užtikrinant šiluminio lauko stabilumą.

Funkciniai komponentai:

(1)Tantalum karbidas padengtaskomponentai

(2)Porėtas grafitaskomponentai

(3)Anglies/anglies kompozitasšiluminio lauko komponentai