Aplikace tepelných polních materiálů na bázi uhlíku v růstu krystalu karbidu křemíku

Ⅰ. Úvod do materiálů SIC:

1. Přehled vlastností materiálu:

TheSemiconductor třetí generacese nazývá složený polovodič a jeho šířka bandgap je asi 3.2ev, což je trojnásobná šířka polovodičových materiálů na bázi křemíku (1.12EV pro polovodičové materiály na bázi křemíku), takže se také nazývá polovodičový podvody. Polovodičová zařízení založená na křemíku mají fyzické limity, které je obtížné prorazit v některých vysokoteplotních, vysokotlakých a vysokofrekvenčních aplikačních scénářích. Úprava struktury zařízení již nemůže vyhovovat potřebám a polovodičové materiály třetí generace zastoupené SIC aGaNse objevily.

2. Aplikace zařízení SIC:

Na základě svého zvláštního výkonu zařízení SIC postupně nahradí křemík v oblasti vysoké teploty, vysoký tlak a vysokou frekvenci a hraje důležitou roli v komunikaci 5G, mikrovlnném radaru, leteckém prostoru, nových energetických vozidlech, železniční doprava, inteligentní mřížky a další pole.

3. Metoda přípravy:

(1)Fyzikální páry transport (Pvt): Teplota růstu je asi 2100~2400℃. Výhodou je vyzrálá technologie, nízké výrobní náklady a neustálé zlepšování kvality a výtěžnosti krystalů. Nevýhody jsou v tom, že je obtížné kontinuálně dodávat materiály a je obtížné řídit podíl složek plynné fáze. V současné době je obtížné získat krystaly typu P.

(2)Metoda roztoku topného semene (TSSG): Teplota růstu je asi 2200 ℃. Výhodou jsou nízká teplota růstu, nízký stres, málo defektů dislokací, doping typu P, 3cRůst krystalůa snadné rozšíření průměru. Nicméně defekty kovových inkluzí stále existují a nepřetržité zásobování Si/C zdrojem je špatné.

(3)Uložení chemické páry s vysokou teplotou (HTCVD): Růstová teplota je asi 1600 ~ 1900 ℃. Výhodou jsou nepřetržité dodávky surovin, přesná kontrola poměru SI/C, vysoká čistota a pohodlné doping. Nevýhody jsou vysoké náklady na plynné suroviny, vysoké potíže s inženýrským zpracováním výfukových plynů tepelného pole, vysokých vad a nízké technické zralosti.

Ⅱ. Funkční klasifikacetepelné polemateriály

1. Izolační systém:

Funkce: Vytvořte teplotní gradient požadovaný proRůst krystalů

Požadavky: Tepelná vodivost, elektrická vodivost, čistota vysokoteplotních izolačních materiálových systémů nad 2000 ℃

2. Kelímeksystém:

Funkce: 

① Topné komponenty; 

② Růstový kontejner

Požadavky: Odpor, tepelná vodivost, koeficient tepelné roztažení, čistota

3. TAC povlakkomponenty:

Funkce: Inhibujte korozi základního grafitu pomocí SI a inhibujte inkluze C

Požadavky: Hustota povlaku, tloušťka povlaku, čistota

4. Porézní grafitkomponenty:

Funkce: 

① Složky částic uhlíku filtru; 

② Doplňte zdroj uhlíku

Požadavky: Propustnost, tepelná vodivost, čistota

Ⅲ. Systémové řešení tepelného pole

Izolační systém:

Vnitřní válec kompozitního uhlíku/uhlíku má vysokou povrchovou hustotu, odolnost proti korozi a dobrou odolnost proti tepelnému šoku. Může snížit koroze křemíku uniklého z kelímku na boční izolační materiál, čímž zajistí stabilitu tepelného pole.

Funkční komponenty:

(1)Potaženo karbidem tantalukomponenty

(2)Porézní grafitkomponenty

(3)Kompozit uhlíku/uhlíkkomponenty tepelného pole