Khối CVD SIC cho sự phát triển tinh thể SIC

SIC là một chất bán dẫn bandgap rộng với các đặc tính tuyệt vời, nhu cầu cao về các ứng dụng điện áp cao, công suất cao và tần số cao, đặc biệt là trong các chất bán dẫn điện. Các tinh thể SIC được phát triển bằng phương pháp PVT với tốc độ tăng trưởng 0,3 đến 0,8 mm/h để kiểm soát độ kết tinh. Sự phát triển nhanh chóng của SIC là thách thức do các vấn đề chất lượng như bao gồm carbon, suy thoái độ tinh khiết, tăng trưởng đa tinh thể, hình thành ranh giới hạt và các khiếm khuyết như sai lệch và độ xốp, hạn chế năng suất của chất nền SIC.

Nguyên liệu thô silicon truyền thống thu được bằng cách phản ứng silicon và than chì có độ tinh khiết cao, có chi phí cao, độ tinh khiết thấp và kích thước nhỏ. Chất bán dẫn Vetek sử dụng công nghệ giường lỏng và lắng đọng hơi hóa học để tạo ra khối SIC CVD sử dụng methyltrichlorosilane. Sản phẩm phụ chính chỉ là axit clohydric, có ô nhiễm môi trường thấp.

Bán dẫn Vetek sử dụng khối CVD SIC choTăng trưởng tinh thể sic. Cacbua silicon độ tinh khiết siêu cao (SIC) được sản xuất thông qua lắng đọng hơi hóa học (CVD) có thể được sử dụng làm vật liệu nguồn để phát triển các tinh thể SIC thông qua vận chuyển hơi vật lý (PVT). 

Chất bán dẫn Vetek chuyên về SIC hạt lớn cho PVT, có mật độ cao hơn so với vật liệu hạt nhỏ được hình thành bằng cách đốt cháy tự phát của khí chứa SI và C. Không giống như thiêu kết pha rắn hoặc phản ứng của SI và C, PVT không yêu cầu lò thiêu kết chuyên dụng hoặc bước thiêu kết tốn thời gian trong lò tăng trưởng.

Chất bán dẫn Vetek đã chứng minh thành công phương pháp PVT cho sự phát triển tinh thể SIC nhanh trong điều kiện độ dốc nhiệt độ cao bằng cách sử dụng các khối CVD-SiC bị nghiền nát cho sự phát triển của tinh thể SIC. Nguyên liệu thô được trồng vẫn duy trì nguyên mẫu của nó, giảm kết tinh lại, giảm đồ họa nguyên liệu thô, giảm các khiếm khuyết gói carbon và cải thiện chất lượng tinh thể.

So sánh cho tài liệu mới và cũ:

Nguyên liệu và cơ chế phản ứng

Phương pháp bột mực/silica truyền thống: Sử dụng bột silica có độ tinh khiết cao + mực làm nguyên liệu thô, tinh thể sic được tổng hợp ở nhiệt độ cao trên 2000 bằng phương pháp truyền hơi vật lý (PVT), có mức tiêu thụ năng lượng cao và dễ giới thiệu tạp chất.

Các hạt SIC CVD: Tiền chất pha hơi (như silane, methylsilane, v.v.) được sử dụng để tạo ra các hạt SIC tinh khiết cao bằng cách lắng đọng hơi hóa học (CVD) ở nhiệt độ tương đối thấp (800-1100) và phản ứng có thể kiểm soát được hơn và ít hơn.

Cải thiện hiệu suất cấu trúc:

Phương pháp CVD có thể điều chỉnh chính xác kích thước hạt SIC (thấp tới 2nm) để tạo thành cấu trúc dây nano/ống xen kẽ, giúp cải thiện đáng kể mật độ và tính chất cơ học của vật liệu.

Tối ưu hóa hiệu suất chống mở rộng: Thông qua thiết kế lưu trữ silicon xương carbon xốp, sự mở rộng hạt silicon được giới hạn ở các micropores và tuổi thọ chu kỳ cao hơn 10 lần so với các vật liệu dựa trên silicon truyền thống.

Mở rộng kịch bản ứng dụng:

Trường năng lượng mới: Thay thế điện cực âm carbon silicon truyền thống, hiệu suất đầu tiên được tăng lên 90% (điện cực âm oxy silicon truyền thống chỉ là 75%), hỗ trợ điện tích nhanh 4c, để đáp ứng nhu cầu của pin điện.

Trường bán dẫn: Phát triển 8 inch và trên wafer sic kích thước lớn, độ dày tinh thể lên đến 100mm (phương pháp PVT truyền thống chỉ 30 mm), năng suất tăng 40%.

Cấu trúc tinh thể màng CVD sic:

Tính chất vật lý cơ bản của lớp phủ CVD sic: