Applicering av kolbaserade termiska fältmaterial i kiselkarbidkristalltillväxt

Ⅰ. Introduktion till SIC -material:

1. Översikt över materialegenskaper:

Detredje generationens halvledarekallas sammansatt halvledare, och dess bandgapbredd är cirka 3,2EV, vilket är tre gånger bandgapbredden för kiselbaserade halvledarmaterial (1.12EV för kiselbaserade halvledarmaterial), så det kallas också bred bandgap halvledare. Kiselbaserade halvledarenheter har fysiska gränser som är svåra att bryta igenom i någon högtrycket, högtrycks- och högfrekventa applikationsscenarier. Att justera enhetsstrukturen kan inte längre tillgodose behoven, och tredje generationens halvledarmaterial representerade av SIC ochGaNhar dykt upp.

2. Tillämpning av SIC -enheter:

Baserat på sin speciella prestanda kommer SIC-enheter gradvis att ersätta kiselbaserad inom området högtemperatur, högt tryck och högfrekvens och spela en viktig roll i 5G-kommunikation, mikrovågsradar, flyg-, nya energifordon, järnvägstransporter, smart rutnät och andra fält.

3. Förberedningsmetod:

(1)Fysisk ångtransport (PVT): Tillväxttemperaturen är cirka 2100~2400℃. Fördelarna är mogen teknologi, låg tillverkningskostnad och kontinuerlig förbättring av kristallkvalitet och utbyte. Nackdelarna är att det är svårt att kontinuerligt tillföra material, och det är svårt att kontrollera andelen gasfaskomponenter. Det är för närvarande svårt att erhålla kristaller av P-typ.

(2)TOP Seed Solution Method (TSSG): Tillväxttemperaturen är cirka 2200 ℃. Fördelarna är låg tillväxttemperatur, låg stress, få dislokationsdefekter, P-typ doping, 3Ckristalltillväxt, och enkel diameterexpansion. Metallinneslutningsdefekter existerar emellertid fortfarande och den kontinuerliga tillförseln av Si/C-källa är dålig.

(3)Hög temperatur kemisk ångdeposition (HTCVD): Tillväxttemperaturen är cirka 1600~1900℃. Fördelarna är kontinuerlig tillförsel av råmaterial, exakt kontroll av Si/C-förhållandet, hög renhet och bekväm dopning. Nackdelarna är höga kostnader för gasformiga råvaror, höga svårigheter vid teknisk behandling av termiska fältavgaser, höga defekter och låg teknisk mognad.

Ⅱ. Funktionsklassificering avtermisk fältmateriel

1. Isoleringssystem:

Funktion: Konstruera den temperaturgradient som krävs förkristalltillväxt

Krav: Värmeledningsförmåga, elektrisk ledningsförmåga, renhet av högtemperaturisoleringsmaterialsystem över 2000 ℃

2. Degelsystem:

Fungera: 

① Uppvärmningskomponenter; 

② Tillväxtbehållare

Krav: resistivitet, värmeledningsförmåga, värmekoefficient, renhet

3. TaC-beläggningKomponenter:

Funktion: Hämta korrosionen av basgrafit av SI och hämma C -inneslutningar

Krav: Beläggningstäthet, beläggningstjocklek, renhet

4. Porös grafitKomponenter:

Fungera: 

① Filtrera kolpartikelkomponenter; 

② Komplettera kolkälla

Krav: Transmittans, värmeledningsförmåga, renhet

Ⅲ. Termisk fältsystemlösning

Isoleringssystem:

Kol/kolkompositisolering Inre cylinder har hög ytdensitet, korrosionsbeständighet och god termisk chockmotstånd. Det kan minska korrosionen av kisel som läcker från degeln till sidoisoleringsmaterialet och därmed säkerställa stabiliteten i det termiska fältet.

Funktionella komponenter:

(1)Tantalkarbidbelagdkomponenter

(2)Porös grafitkomponenter

(3)Kol/kolkomposittermiska fältkomponenter