Was ist hochreiner poröser Graphit? - Vetek

In den letzten Jahren sind die Leistungsanforderungen an leistungselektronische Geräte hinsichtlich Energieverbrauch, Volumen, Effizienz usw. immer höher geworden. SiC hat eine größere Bandlücke, eine höhere Durchbruchfeldstärke, eine höhere Wärmeleitfähigkeit, eine höhere Sättigungselektronenmobilität und eine höhere chemische Stabilität, was die Mängel herkömmlicher Halbleitermaterialien ausgleicht. Die effiziente Züchtung von SiC-Kristallen in großem Maßstab war schon immer ein schwieriges Problem, und die Einführung hochreiner Kristalle war schon immer ein Problemporöser GraphitIn den letzten Jahren hat sich die Qualität effektiv verbessertUndC-Einkristallwachstum.

Typische physikalische Eigenschaften von porösem Graphit von VeTek Semiconductor:

Hochreiner poröser Graphit für die Züchtung von SiC-Einkristallen mittels PVT-Methode

Ⅰ. PVT-Methode

Die PVT-Methode ist das Hauptverfahren zur Züchtung von SiC-Einkristallen. Der grundlegende Prozess des SiC-Kristallwachstums gliedert sich in die Sublimationszersetzung von Rohstoffen bei hoher Temperatur, den Transport von Substanzen in der Gasphase unter der Wirkung eines Temperaturgradienten und das Rekristallisationswachstum von Substanzen in der Gasphase am Impfkristall. Auf dieser Grundlage ist das Innere des Tiegels in drei Teile unterteilt: Rohmaterialbereich, Wachstumshohlraum und Impfkristall. Im Rohstoffbereich erfolgt die Wärmeübertragung in Form von Wärmestrahlung und Wärmeleitung. Nach dem Erhitzen werden SiC-Rohstoffe hauptsächlich durch folgende Reaktionen zersetzt:

UndC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(G)

2SiC(s) = C(s) + Und₂C(g)

Im Rohmaterialbereich nimmt die Temperatur von der Nähe der Tiegelwand bis zur Rohmaterialoberfläche ab, also Rohmaterialrandtemperatur > Rohmaterialinnentemperatur > Rohmaterialoberflächentemperatur, wodurch sich axiale und radiale Temperaturgradienten ergeben, die Die Größe hat einen größeren Einfluss auf das Kristallwachstum. Unter der Wirkung des oben genannten Temperaturgradienten beginnt das Rohmaterial in der Nähe der Tiegelwand zu graphitieren, was zu Veränderungen im Materialfluss und in der Porosität führt. In der Wachstumskammer werden die im Rohmaterialbereich erzeugten gasförmigen Stoffe getrieben durch den axialen Temperaturgradienten zur Keimkristallposition transportiert. Wenn die Oberfläche des Graphittiegels nicht mit einer speziellen Beschichtung versehen ist, reagieren die gasförmigen Substanzen mit der Tiegeloberfläche, korrodieren den Graphittiegel und verändern gleichzeitig das C/Si-Verhältnis in der Wachstumskammer. Wärme wird in diesem Bereich hauptsächlich in Form von Wärmestrahlung übertragen. An der Impfkristallposition befinden sich die gasförmigen Substanzen Si, Si2C, SiC2 usw. in der Wachstumskammer aufgrund der niedrigen Temperatur am Impfkristall in einem übersättigten Zustand, und es kommt zu Ablagerungen und Wachstum auf der Impfkristalloberfläche. Die Hauptreaktionen sind wie folgt:

Und₂C(g) + SiC₂(g) = 3SiC (s)

Und (g) + SiC₂(g) = 2SiC (s)

Anwendungsszenarien vonhochreiner poröser Graphit im Einkristall-SiC-WachstumÖfen in Vakuum- oder Inertgasumgebungen bis 2650°C:

Laut Literaturrecherche ist hochreiner poröser Graphit sehr hilfreich beim Wachstum von SiC-Einkristallen. Wir haben die Wachstumsumgebung von SiC-Einkristallen mit und ohne verglichenhochreiner poröser Graphit.

Temperaturschwankung entlang der Mittellinie des Tiegels für zwei Strukturen mit und ohne porösem Graphit

Im Rohstoffbereich betragen die oberen und unteren Temperaturunterschiede der beiden Strukturen 64,0 bzw. 48,0 ℃. Der Temperaturunterschied zwischen Ober- und Unterseite des hochreinen porösen Graphits ist relativ gering und die axiale Temperatur ist gleichmäßiger. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass hochreiner poröser Graphit zunächst eine Rolle bei der Wärmeisolierung spielt, wodurch die Gesamttemperatur der Rohstoffe erhöht und die Temperatur in der Wachstumskammer gesenkt wird, was der vollständigen Sublimation und Zersetzung der Rohstoffe förderlich ist. Gleichzeitig werden die axialen und radialen Temperaturunterschiede im Rohmaterialbereich verringert und die Gleichmäßigkeit der inneren Temperaturverteilung verbessert. Es trägt dazu bei, dass SiC-Kristalle schnell und gleichmäßig wachsen.

Zusätzlich zum Temperatureffekt verändert hochreiner poröser Graphit auch die Gasströmungsgeschwindigkeit im SiC-Einkristallofen. Dies spiegelt sich vor allem darin wider, dass hochreiner poröser Graphit die Materialflussgeschwindigkeit am Rand verlangsamt und dadurch die Gasflussgeschwindigkeit während des Wachstums von SiC-Einkristallen stabilisiert.

Ⅱ. Die Rolle von hochreinem porösem Graphit im SIC-Einkristall-Wachstumsofen

Im SIC-Einkristall-Wachstumsofen mit hochreinem porösem Graphit wird der Materialtransport durch hochreinen porösen Graphit eingeschränkt, die Grenzfläche ist sehr gleichmäßig und es gibt keine Kantenverwerfung an der Wachstumsgrenzfläche. Allerdings ist das Wachstum von SiC-Kristallen im SIC-Einkristall-Züchtungsofen mit hochreinem porösem Graphit relativ langsam. Daher wird für die Kristallgrenzfläche durch die Einführung von hochreinem porösem Graphit die durch Kantengraphitisierung verursachte hohe Materialflussrate wirksam unterdrückt, wodurch der SiC-Kristall gleichmäßig wächst.

Grenzflächenänderungen im Laufe der Zeit während des SiC-Einkristallwachstums mit und ohne hochreinen porösen Graphit

Daher ist hochreiner poröser Graphit ein wirksames Mittel zur Verbesserung der Wachstumsumgebung von SiC-Kristallen und zur Optimierung der Kristallqualität.

Poröse Graphitplatten sind eine typische Verwendungsform von porösem Graphit

Schematische Darstellung der Herstellung eines SiC-Einkristalls unter Verwendung einer porösen Graphitplatte und der PVT-Methode vonCVDUndCroh Materialvon VeTek Semiconductor

Der Vorteil von VeTek Semiconductor liegt in seinem starken technischen Team und seinem hervorragenden Serviceteam. Ganz nach Ihren Bedürfnissen können wir das Passende maßschneidernhHochreinporöser GraphiteProdukte für Sie, die Ihnen dabei helfen, große Fortschritte und Vorteile in der SiC-Einkristall-Wachstumsbranche zu erzielen.