Conas fás criostail ardchaighdeáin a bhaint amach? - Foirnéis fáis criostail sic

1. Cad é an bunphrionsabal a bhaineann le foirnéis fáis criostail sileacain sileacain?

Is é prionsabal oibre an fhoirnéis fháis fhisiciúil (PVT) an prionsabal oibre den fhoirnéis fáis criostail silicon carbide. Tá an modh PVT ar cheann de na modhanna is éifeachtaí chun criostail aonair ard-íonachta a fhás. Trí rialú beacht a dhéanamh ar an bpáirc theirmeach, ar na paraiméadair atmaisféir agus ar fhás, is féidir le foirnéis fáis criostail cairbíd sileacain oibriú go cobhsaí ag teochtaí arda chun an próiseas sublimation, tarchur céim gáis agus próiseas criostalaithe comhdhlúthúcháin a chomhlánúPúdar sic.

1.1 Prionsabal Oibre na Foirnéise Fáis

● Modh Pvt

Is é croílár an mhodha PVT púdar carbide sileacain a fholmhú i gcomhpháirteanna gásacha ag teochtaí arda, agus comhdhlúthú a dhéanamh ar an gcriostal síol trí tharchur chéim gháis chun struchtúr criostail amháin a dhéanamh. Tá buntáistí suntasacha ag an modh seo maidir le criostail ard-íonachta, méid mór a ullmhú.

● Próiseas bunúsach d'fhás criostail

✔ Sublimation: Déantar púdar sic sa bhreogán a shuí i gcomhpháirteanna gásacha ar nós Si, C2 agus SIC2 ag teocht ard os cionn 2000 ℃.

✔ Iompar: Faoi ghníomhú grádán teirmeach, déantar na comhpháirteanna gásacha a tharchur ón gcrios ardteochta (crios púdair) go dtí an crios teochta íseal (dromchla criostail síl).

✔ Criostalú comhdhlúthaithe.

1.2 Prionsabail shonracha d'fhás criostail

Tá an próiseas fáis de chriostal carbide sileacain roinnte i dtrí chéim, atá nasctha go dlúth lena chéile agus a théann i bhfeidhm ar chaighdeán deiridh an chriostal.

✔ sublimation púdar sic: Faoi choinníollacha ardteochta, déanfaidh SIC soladach (carbide sileacain) sublimate isteach i sileacain ghásach (Si) agus i gcarbón gásach (C), agus is é seo a leanas an t -imoibriú:

SIC (S) → Si (G) + C (G)

Agus frithghníomhartha tánaisteacha níos casta chun comhpháirteanna so -ghalaithe gásach a ghiniúint (mar shampla SIC2). Is coinníoll riachtanach é teocht ard chun frithghníomhartha sublimation a chur chun cinn.

✔ Iompar Céim Gáis: Iompraítear na comhpháirteanna gásacha ó chrios sublimation an bhreogáin go dtí an crios síl faoi thiomáint an ghrádáin teochta. Cinneann cobhsaíocht an tsreafa gáis aonfhoirmeacht an sil -leagain.

✔ Criostalú comhdhlúthaithe: Ag teochtaí níos ísle, comhcheanglaíonn comhpháirteanna so -ghalaithe gásacha le dromchla an chriostal síolta chun criostail sholadacha a dhéanamh. Baineann an próiseas seo le meicníochtaí casta teirmidinimice agus crystallography.

1.3 Príomhpharaiméadair le haghaidh fás criostail cairbíde sileacain

Teastaíonn rialú beacht ar na paraiméadair seo a leanas ó chriostail ardcháilíochta SIC:

✔ Teocht: Ní mór an crios sublimation a choinneáil os cionn 2000 ℃ chun dianscaoileadh iomlán an phúdair a chinntiú. Déantar teocht an chrios síl a rialú ag 1600-1800 ℃ chun ráta sil-leagain measartha a chinntiú.

✔ Brú: Is iondúil go ndéantar fás PVT i dtimpeallacht ísealbhrú de 10-20 TORR chun cobhsaíocht iompair chéim gháis a choinneáil.

✔ Atmaisféar: Bain úsáid as Argón Ard-Eaíonáin mar ghás iompróra chun éilliú neamhíonachta a sheachaint le linn an phróisis imoibriúcháin. Tá íonacht an atmaisféir ríthábhachtach chun lochtanna criostail a chosc.

✔ Am: Is iondúil go mbíonn an t -am fáis criostail suas le deich n -uaire chun fás aonfhoirmeach agus tiús cuí a bhaint amach.

2. Cad é struchtúr na foirnéise fáis criostail sileacain cairbíd?

Díríonn barrfheabhsú struchtúr na foirnéise fáis silicon cairbídí criostail go príomha ar théamh ardteochta, ar rialú atmaisféir, ar dhearadh agus ar mhonatóireacht allamuigh teochta.

2.1 Príomh -chomhpháirteanna na foirnéise fáis

● Córas téimh ardteochta

✔ Téamh Friotaíochta: Bain úsáid as sreang friotaíochta ardteochta (mar shampla moluibdín, tungstain) chun fuinneamh teasa a sholáthar go díreach. Is é an buntáiste cruinneas ard -rialaithe teochta, ach tá an saol teoranta ag teocht ard.

✔ Téamh Ionduchtúcháin: Gintear téamh reatha eddy sa bhreogán trí chorna ionduchtaithe. Tá na buntáistí a bhaineann le héifeachtúlacht ard agus neamhtheagmhála, ach tá costas an trealaimh sách ard.

● Graifít Crucible agus Stáisiún Síolta Substráit

✔ Cinntíonn Crucible Graifít Ard-íonachta cobhsaíocht ardteochta.

✔ Ní mór dearadh an stáisiúin síl a chur san áireamh aonfhoirmeacht aeir agus seoltacht theirmeach araon.

● Gléas Rialaithe Atmaisféir

✔ Tá córas seachadta gáis ard-íonachta agus comhla rialaithe brú ann chun íonacht agus cobhsaíocht na timpeallachta imoibriúcháin a chinntiú.

● Dearadh aonfhoirmeachta réimse teochta

✔ Trí thiús an bhalla breogán, an dáileadh eilimint teasa agus an struchtúr sciath teasa a bharrfheabhsú, baintear amach dáileadh aonfhoirmeach an réimse teochta, ag laghdú an tionchar a bhíonn ag strus teirmeach ar an gcriostal.

2.2 réimse teochta agus dearadh grádán teirmeach

✔ Tábhacht aonfhoirmeacht réimse teochta: Mar thoradh ar réimse teochta míchothrom beidh rátaí agus lochtanna fáis áitiúla éagsúla taobh istigh den chriostal. Is féidir feabhas mór a chur ar aonfhoirmeacht an réimse teochta trí dhearadh siméadrachta annular agus trí leas iomlán a bhaint as sciath teasa.

✔ Rialú beacht ar ghrádán teirmeach: Coigeartaigh dáileadh cumhachta téitheoirí agus bain úsáid as sciatha teasa chun limistéir éagsúla a dheighilt chun difríochtaí teochta a laghdú. Toisc go mbíonn tionchar díreach ag grádáin theirmeacha ar thiús criostail agus ar chaighdeán dromchla.

2.3 Córas Monatóireachta don Phróiseas Fáis Crystal

✔ Monatóireacht teochta: Bain úsáid as braiteoirí teochta snáthoptaice chun monatóireacht a dhéanamh ar theocht fíor-ama an chrios sublimation agus an chrios síl. Is féidir leis an gcóras aiseolais sonraí an chumhacht téimh a choigeartú go huathoibríoch.

✔ Monatóireacht ar ráta fáis: Bain úsáid as interferometry léasair chun ráta fáis an dromchla criostail a thomhas. Cuir sonraí monatóireachta le chéile le halgartaim samhaltaithe chun an próiseas a bharrfheabhsú go dinimiciúil.

3. What are the technical difficulties of silicon carbide crystal growth furnace?

Tá na scrogaill theicniúla de fhoirnéis fáis chriostal cairbíd sileacain comhchruinnithe den chuid is mó in ábhair ardteochta, rialú allamuigh teochta, cosc ​​fabht agus leathnú méide.

3.1 Roghnú agus Dúshláin Ábhair Ardteochta

Graifítgo héasca ocsaídithe ag teochtaí an -ard, agusSciath sicNí mór é a chur leis chun friotaíocht ocsaídiúcháin a fheabhsú. Bíonn tionchar díreach ag cáilíocht an sciath ar shaol na foirnéise.

Eilimint teasa saoil agus teorainn teochta. Ní mór go mbeadh friotaíocht tuirse ard ag sreanga friotaíochta ardteochta. Ní mór don trealamh téimh ionduchtaithe an dearadh diomailt teasa corna a bharrfheabhsú.

3.2 Rialú beacht ar an teocht agus ar an réimse teirmeach

Mar thoradh ar an tionchar a bheidh ag réimse teirmeach neamh-aonfhoirmeach beidh méadú ar lochtanna agus ar dhíscaoileadh cruachta. Ní mór an tsamhail insamhalta allamuigh teirmeach foirnéise a bharrfheabhsú chun fadhbanna a bhrath roimh ré.

Iontaofacht an trealaimh mhonatóireachta ardteochta. Ní mór do bhraiteoirí ardteochta a bheith frithsheasmhach in aghaidh radaíochta agus turraing teirmeach.

3.3 Rialú lochtanna criostail

Is iad na príomhchineálacha fabht lochtanna, díláithriú agus hibridí polymorphic. Cuidíonn barrfheabhsú an pháirc theirmigh agus an atmaisféir leis an dlús fabht a laghdú.

Foinsí neamhíonachta a rialú. Tá úsáid ábhar ard-íonachta agus séalaithe na foirnéise ríthábhachtach chun cosc ​​a chur ar neamhíonacht.

3.4 Dúshláin a bhaineann le fás criostail mórmhéide

Ceanglais na n -aonfhoirmeacht allamuigh teirmeach le haghaidh leathnú méide. Nuair a leathnaítear an méid criostail ó 4 orlach go 8 n -orlach, ní mór an dearadh aonfhoirmeachta allamuigh a uasghrádú go hiomlán.

Réiteach ar fhadhbanna crack agus warping. Laghdaigh dífhoirmiúchán criostail trí ghrádán struis teirmeach a laghdú.

4. Cad iad na hamhábhair chun criostail SIC ardcháilíochta a fhás?

Tá Vetek Semiconductor tar éis amhábhar criostail aonair SIC a fhorbairt -Íonacht ard cvd sic amhábhar. Líonann an táirge seo an bhearna baile agus tá sé ar an leibhéal tosaigh ar fud an domhain freisin, agus beidh sé i riocht fadtéarmach sa chomórtas. Déantar amhábhair chairbíde sileacain thraidisiúnta a tháirgeadh trí imoibriú sileacain agus graifít ard-íonachta, atá ard i gcostas, íseal san íonacht agus beag i méid.

Úsáideann teicneolaíocht leaba sreabhach Vetek Semiconductor meitiltrichlorosilane chun amhábhair a ghiniúint trí sil-leagan gaile ceimiceach, agus is é an príomhtháirge ná aigéad hidreaclórach. Is féidir le haigéad hidreaclórach salainn a chruthú trí neodrú le alcaile, agus ní chuirfidh sé aon truailliú ar an gcomhshaol. 

Ag an am céanna, is gás tionsclaíoch a úsáidtear go forleathan é meitiltrichlorosilane le foinsí ar chostas íseal agus leathana, go háirithe an tSín is príomhtháirgeoir methyltrichlorosilane. Dá bhrí sin, íonacht ard Vetek SemiconductorCVD SIC RAW RAWtá an t -iomaíochas idirnáisiúnta i dtéarmaí costais agus cáilíochta.

✔ Méid mór agus dlús ard: Is é an meánmhéid cáithníní ná thart ar 4-10mm, agus is é méid na gcáithníní a bhaineann le hamhábhair tí ná <2.5mm. Is féidir leis an mbreogán toirte céanna níos mó ná 1.5kg d'amhábhar a shealbhú, rud a chabhródh leis an bhfadhb a bhaineann le soláthar neamhleor d'ábhair fáis criostail a bhfuil méid mór acu a réiteach, ag maolú graifitiú na n-amhábhar, ag laghdú timfhilleadh carbóin agus ag feabhsú caighdeán criostail.

✔ Cóimheas íseal Si/c: Tá sé níos gaire do 1: 1 ná an t-amhábhar Acheson den mhodh féin-iomadaithe, ar féidir leis na lochtanna a spreagann an méadú ar bhrú páirteach Si a laghdú.

✔ Luach aschuir ard: Coinníonn na hamhábhair fhásta an fhréamhshamhail fós, laghdaíonn siad athchriostalú, laghdaíonn siad graifitiú na n -amhábhar, laghdaíonn siad lochtanna timfhillte carbóin, agus feabhsaíonn siad caighdeán na gcriostal.

✔ íonacht níos airde: Tá íonacht na n-amhábhar a tháirgtear leis an modh CVD níos airde ná íonacht na n-amhábhar Acheson den mhodh féin-iomadaithe. Tá 0.09ppm bainte amach ag an ábhar nítrigine gan íonú breise. Is féidir leis an amhábhar seo ról tábhachtach a imirt freisin sa réimse leath-inslithe.

✔ Costas níos ísle: Éascaíonn an ráta galú aonfhoirmeach rialú cáilíochta próisis agus táirge, agus an ráta úsáide amhábhar a fheabhsú (ráta úsáide> 50%, táirgeann amhábhair 4.5kg tiubh 3.5kg), ag laghdú costais.

✔ Ráta earráide daonna íseal: Seachnaíonn sil -leagan gaile ceimiceach eisíontais a thugtar isteach trí oibriú an duine.