خبرونه - د سیلیکون کاربایډ جوړښت او وده ټیکنالوژي (Ⅱ)

څلورم، د فزیکي بخار لیږد طریقه

د فزیکي بخار ټرانسپورټ (PVT) میتود په 1955 کې د لیلي لخوا ایجاد شوی د بخار مرحله د تخریب کولو ټیکنالوژۍ څخه رامینځته شوی. د SiC پوډر په ګرافیټ ټیوب کې ځای په ځای کیږي او د SiC پوډر تخریب او تخریب کولو لپاره لوړې تودوخې ته تودوخه کیږي ، او بیا د ګرافیټ ټیوب سړه کیږي.د SiC پوډر له تخریب وروسته، د بخار پړاو اجزا د ګرافیت ټیوب په شاوخوا کې د SiC کرسټالونو کې زیرمه شوي او کرسټال کیږي.که څه هم دا طریقه د لوی سایز SiC واحد کرسټالونو ترلاسه کول ستونزمن دي، او په ګرافیت ټیوب کې د ذخیره کولو پروسه کنټرولول ستونزمن دي، دا د راتلونکو څیړونکو لپاره نظرونه وړاندې کوي.
Ym Terairov et al.په روسیه کې په دې اساس د تخم کرسټال مفهوم معرفي کړ، او د غیر کنټرول شوي کرسټال شکل او د SiC کرسټالونو د نیوکلیشن موقعیت ستونزه یې حل کړه.ورپسې څیړونکو پرمختګ ته دوام ورکړ او په نهایت کې یې نن ورځ په صنعتي کارونې کې د فزیکي ګاز مرحله ټرانسپورټ (PVT) میتود ته وده ورکړه.

لکه څنګه چې د SiC کرسټال وده لومړنۍ طریقه ده، د فزیکي بخار لیږد طریقه د SiC کرسټال ودې لپاره ترټولو اصلي د ودې طریقه ده.د نورو میتودونو په پرتله، دا طریقه د ودې تجهیزاتو، ساده ودې پروسې، قوي کنټرول وړتیا، بشپړ پراختیا او څیړنې لپاره کم اړتیاوې لري، او صنعتي غوښتنلیک یې احساس کړی.د کرسټال جوړښت د اوسني اصلي جریان PVT میتود لخوا کرل شوی په شکل کې ښودل شوی.

د محوری او ریډیل تودوخې ساحې د ګرافیت کروسیبل د بهرني حرارتي موصلیت شرایطو کنټرول سره کنټرول کیدی شي.د SiC پوډر د لوړې تودوخې سره د ګرافائٹ کریسبل په ښکته کې ځای په ځای شوی ، او د SiC تخم کرسټال د ټیټ تودوخې سره د ګرافائٹ کریسبل په پورتنۍ برخه کې ټاکل شوی.د پوډر او تخم تر مینځ فاصله عموما د لسګونو ملی مترو په اندازه کنټرول کیږي ترڅو د وده کونکي واحد کرسټال او پوډر تر مینځ د تماس مخه ونیول شي.د حرارت درجه معمولا د 15-35 ℃/cm په حد کې وي.د 50-5000 Pa یو غیر فعال ګاز په کوټه کې ساتل کیږي ترڅو کنویکشن زیات کړي.په دې توګه، وروسته له دې چې د SiC پوډر د 2000-2500 ℃ د انډکشن تودوخې په واسطه تودوخه شي، د SiC پاؤډر به په Si، Si2C، SiC2 او نورو بخار اجزاو کې تخریب او تخریب شي، او د ګاز د کنفیکشن سره د تخم پای ته لیږدول کیږي. SiC کرسټال د تخم کرسټال باندې کرسټال شوی ترڅو واحد کرسټال وده ترلاسه کړي.د عادي ودې کچه یې 0.1-2mm/h ده.

د PVT پروسه د ودې تودوخې، د تودوخې درجه، د ودې سطحه، د موادو د سطحې فاصله او د ودې فشار کنټرول باندې تمرکز کوي، ګټه یې دا ده چې دا پروسه نسبتا پخه ده، د خامو موادو تولید اسانه دی، لګښت یې ټیټ دی، مګر د ودې بهیر. د PVT میتود مشاهده کول ستونزمن دي، د کرسټال د ودې کچه 0.2-0.4mm/h، د لوی ضخامت (>50mm) سره د کرسټال وده کول ستونزمن دي.د لسیزو دوامداره هڅو وروسته ، د PVT میتود لخوا کرل شوي د SiC سبسټریټ ویفرونو اوسنی بازار خورا لوی دی ، او د SiC سبسټریټ ویفرونو کلنۍ محصول په سلګونو زره ویفرونو ته رسیدلی شي ، او اندازه یې په تدریجي ډول له 4 انچو څخه 6 انچو ته بدلیږي. ، او د 8 انچو د SiC سبسټریټ نمونې یې رامینځته کړې.

پنځم،د لوړې تودوخې کیمیاوي بخار د ذخیره کولو طریقه

د لوړې تودوخې کیمیاوي بخار جمع کول (HTCVD) د کیمیاوي بخار ډیپوزیشن (CVD) پراساس یو پرمختللی میتود دی.دا طریقه د لومړي ځل لپاره په 1995 کې د سویډن د لینکوپینګ پوهنتون د کورډینا او ال لخوا وړاندیز شوې وه.
د ودې جوړښت ډیاګرام په انځور کې ښودل شوی:

پنځم،د لوړې تودوخې کیمیاوي بخار د ذخیره کولو طریقه

کله چې د SiC کرسټال د مایع مرحلې میتود پواسطه کرل کیږي، د تودوخې درجه او د تودوخې توزیع د معاون محلول دننه په شکل کې ښودل شوي:

دا لیدل کیدی شي چې په مرستندویه محلول کې د کریسبل دیوال ته نږدې تودوخه لوړه ده، پداسې حال کې چې د تخم کرسټال کې تودوخه ټیټه ده.د ودې پروسې په جریان کې، د ګرافیت کراسبل د کرسټال ودې لپاره C سرچینه چمتو کوي.ځکه چې په صلیب دیوال کې د تودوخې درجه لوړه ده، د C محلولیت خورا لوی دی، او د تحلیل کچه ګړندۍ ده، د C لویه اندازه به په صلیب دیوال کې منحل شي ترڅو د C سیتر شوي محلول جوړ کړي. دا محلولونه په لوی مقدار سره د C منحل شوي به د تخم کرسټالونو ښکته برخې ته د مرستندویه محلول دننه د حرکت په واسطه لیږدول کیږي.د تخم کرسټال پای ته د ټیټ تودوخې له امله، د اړونده C محلول په ورته ډول کمیږي، او اصلي C- saturated محلول د دې حالت لاندې د ټیټ تودوخې پای ته لیږدولو وروسته د C په سوپر سیتر شوي محلول بدلیږي.Suprataturated C په محلول کې د Si سره په مرستندویه محلول کې یوځای کولی شي د تخم کرسټال باندې SiC کرسټال اپیټیکسیل وده وکړي.کله چې د C سوپرفوریټ شوی برخه بهر شي، محلول د کنویکشن سره د کراسبل دیوال لوړ تودوخې پای ته راستنیږي، او C بیا منحل کوي ترڅو یو سنتر شوي محلول جوړ کړي.

ټوله پروسه تکرار کیږي، او د SiC کرسټال وده کوي.د مایع پړاو د ودې په بهیر کې، په محلول کې د C تحلیل او ورښت د ودې پرمختګ خورا مهم شاخص دی.د دې لپاره چې ثابت کرسټال وده یقیني کړي، دا اړینه ده چې د کریسبل دیوال کې د C تحلیل او د تخم په پای کې د اورښت ترمنځ توازن وساتي.که چیرې د C تحلیل د C د اورښت څخه ډیر وي، نو په کرسټال کې C په تدریجي ډول بډایه کیږي، او د SiC غیر معمولي نیوکلیشن به واقع شي.که چیرې د C تحلیل د C د اورښت څخه کم وي، د کرسټال وده به د محلول نشتوالي له امله ستونزمن وي.
په ورته وخت کې، د کنفیکشن په واسطه د C لیږد هم د ودې په جریان کې د C عرضه اغیزه کوي.د ښه کافي کرسټال کیفیت او کافي ضخامت سره د SiC کرسټالونو وده کولو لپاره ، دا اړینه ده چې د پورتنیو دریو عناصرو توازن ډاډمن کړئ ، کوم چې د SiC مایع مرحلې ودې ستونزې خورا ډیروي.په هرصورت، د اړوندو تیوریو او ټیکنالوژیو تدریجي پرمختګ او پرمختګ سره، د SiC کرسټالونو د مایع مرحلې ودې ګټې به ورو ورو ښکاره شي.
اوس مهال، په جاپان کې د 2 انچ SiC کرسټالونو د مایع پړاو وده ترلاسه کیدی شي، او د 4 انچ کرسټالونو د مایع پړاو وده هم وده کوي.په اوس وخت کې، اړوندې کورنۍ څیړنې ښې پایلې نه دي لیدلي، او اړینه ده چې د اړوندو څیړنو کار تعقیب شي.

اووم، د SiC کرسټال فزیکي او کیمیاوي ملکیتونه

(1) میخانیکي ملکیتونه: د SiC کرسټال خورا لوړ سختۍ او ښه لباس مقاومت لري.د دې Mohs سختۍ د 9.2 او 9.3 ترمنځ ده، او د Krit سختۍ د 2900 او 3100Kg/mm2 ترمنځ ده، چې د کشف شوي موادو په منځ کې د الماس کرسټال څخه وروسته دویم ځای لري.د SiC د غوره میخانیکي ملکیتونو له امله، پاؤډ SiC ډیری وختونه د پرې کولو یا پیسولو صنعت کې کارول کیږي، د میلیونونو ټنو کلنۍ غوښتنې سره.په ځینو ورک پیسونو کې د اغوستلو مقاومت کوټینګ به د SiC کوټینګ هم وکاروي ، د مثال په توګه، په ځینو جنګی بیړیو کې د لباس مقاومت کوټینګ د SiC کوټینګ څخه جوړ شوی دی.

(2) حرارتي خاصیتونه: د SiC حرارتي چالکتیا کولی شي 3-5 W/cm·K ته ورسیږي، کوم چې د دودیز سیمیکمډکټر Si څخه 3 ځله او د GaAs څخه 8 ځله دی.د SiC لخوا چمتو شوي وسیلې د تودوخې تولید په چټکۍ سره ترسره کیدی شي ، نو د SiC وسیلې د تودوخې تحلیل شرایطو اړتیاوې نسبتا نرمې دي ، او دا د لوړ ځواک وسیلو چمتو کولو لپاره خورا مناسب دی.SiC مستحکم ترموډینامیک ملکیتونه لري.د نورمال فشار شرایطو لاندې ، SiC به په مستقیم ډول په بخار کې تخریب شي چې Si او C پکې لوړ وي.

(3) کیمیاوي ملکیتونه: SiC ثابت کیمیاوي ملکیتونه لري، د ښه سوځیدنې مقاومت لري، او د خونې په حرارت کې د کوم پیژندل شوي اسید سره غبرګون نه کوي.د اوږدې مودې لپاره په هوا کې ایښودل شوي SiC به ورو ورو د کثافاتو SiO2 پتلی طبقه رامینځته کړي ، د نور اکسیډریشن عکس العمل مخه ونیسي.کله چې د تودوخې درجه له 1700 ℃ څخه لوړه شي، د SiO2 پتلی طبقه په چټکۍ سره منحل کیږي او اکسیډیز کوي.SiC کولی شي د خټکي شوي اکسیډینټ یا بیسونو سره د ورو اکسیډریشن عکس العمل سره مخ شي، او SiC ویفرونه معمولا په ایس سی کرسټالونو کې د بې ځایه کیدو ځانګړتیا لپاره په خړوب شوي KOH او Na2O2 کې خړوب کیږي..

(4) بریښنایی ملکیتونه: SiC د پراخه بانډګاپ سیمیکمډکټرونو د نمایندګۍ موادو په توګه ، د 6H-SiC او 4H-SiC بندګاپ پلنوالی په ترتیب سره 3.0 eV او 3.2 eV دي چې د Si څخه 3 ځله او د GaAs په پرتله 2 ځله دي.د سیمی کنډکټر وسیلې چې د SiC څخه جوړ شوي کوچني لیکج اوسني او لوی بریکډون بریښنایی ساحه لري ، نو SiC د لوړ بریښنا وسیلو لپاره غوره توکي ګڼل کیږي.د SiC سنتر شوي الیکترون تحرک هم د Si په پرتله 2 ځله لوړ دی ، او دا د لوړې فریکونسۍ وسیلو په چمتو کولو کې هم څرګند ګټې لري.د P-type SiC کرسټال یا N-type SiC کرسټالونه په کرسټالونو کې د ناپاکۍ اتومونو په ډوپ کولو سره ترلاسه کیدی شي.په اوس وخت کې، د P ډوله SiC کرسټال په عمده توګه د Al، B، Be، O، Ga، Sc او نورو اتومونو لخوا ډوپ شوي، او د N ډول sic کرسټال په عمده توګه د N اتومونو لخوا ډوپ شوي.د ډوپینګ غلظت او ډول توپیر به د SiC فزیکي او کیمیاوي ملکیتونو باندې لوی تاثیر ولري.په ورته وخت کې ، وړیا کیریر د ژورې کچې ډوپینګ لخوا کیل کیدی شي لکه V ، مقاومت ډیر کیدی شي ، او نیمه انسولینګ SiC کرسټال ترلاسه کیدی شي.

(5) نظری ملکیتونه: د نسبتا پراخه بانډ تشې له امله، نه ډوب شوی SiC کرسټال بې رنګ او شفاف دی.د ډوپ شوي SiC کرسټالونه د دوی د مختلف ملکیتونو له امله مختلف رنګونه ښیې، د بیلګې په توګه، 6H-SiC د ډوپینګ N وروسته شنه کیږي؛4H-SiC نسواري دی.15R-SiC ژیړ دی.د Al سره ډوپ شوی، 4H-SiC نیلي ښکاري.دا د رنګ توپیر لیدلو سره د SiC کرسټال ډول توپیر کولو لپاره یو هوښیار میتود دی.په تیرو 20 کلونو کې د SiC اړوند برخو کې د دوامداره څیړنې سره ، په اړوند ټیکنالوژیو کې لوی پرمختګونه شوي.

اتم،د SiC پراختیایي وضعیت پیژندنه

په اوس وخت کې، د SiC صنعت په زیاتیدونکې توګه کامل شوی، د سبسټریټ ویفرونو، ایپیټیکسیل ویفرونو څخه د وسیلې تولید، بسته کولو پورې، ټول صنعتي سلسله پخه شوې، او دا کولی شي بازار ته د SiC اړوند محصولات وړاندې کړي.

کری د SiC کرسټال ودې صنعت کې مشر دی چې د SiC سبسټریټ ویفرونو اندازې او کیفیت دواړو کې مخکښ موقعیت لري.کری اوس مهال په کال کې 300,000 SiC سبسټریټ چپس تولیدوي، چې د نړیوال بار وړلو 80٪ څخه ډیر حساب کوي.

په سپتمبر 2019 کې، کري اعلان وکړ چې دا به د متحده ایالاتو په نیویارک ایالت کې یو نوی تاسیسات جوړ کړي چې د 200 ملي میتر قطر بریښنا او د RF SiC سبسټریټ ویفرونو وده کولو لپاره به خورا پرمختللې ټیکنالوژي وکاروي ، دا په ګوته کوي چې د دې 200 mm SiC سبسټریټ موادو چمتو کولو ټیکنالوژي لري. ډیر بالغ شي.

په اوس وخت کې، په بازار کې د SiC سبسټریټ چپس اصلي جریان محصولات په عمده ډول د 4H-SiC او 6H-SiC conductive او نیمه موصل ډولونه د 2-6 انچه دي.
په اکتوبر 2015 کې، کری لومړی کس و چې د N-type او LED لپاره یې د 200 mm SiC سبسټریټ ویفرونه په لاره واچول، بازار ته یې د 8 انچ SiC سبسټریټ ویفرونو پیل په نښه کړ.
په 2016 کې، روم د وینټوري ټیم سپانسر کول پیل کړل او لومړی کس و چې په موټر کې یې د IGBT + SiC SBD ترکیب کارولی ترڅو په دودیز 200 kW انورټر کې IGBT + Si FRD محلول ځای په ځای کړي.د ښه کولو وروسته، د انورټر وزن 2 کیلو ګرامه کم شوی او اندازه یې 19٪ کمه شوې پداسې حال کې چې ورته بریښنا ساتل کیږي.

په 2017 کې، د SiC MOS + SiC SBD د نور اختیار کولو وروسته، نه یوازې وزن 6 کیلوګرامه کم شوی، اندازه یې 43٪ کمه شوې، او د انورټر ځواک هم له 200 kW څخه 220 kW ته لوړ شوی.
وروسته له دې چې ټیسلا په 2018 کې د خپل ماډل 3 محصولاتو اصلي ډرایو انورټرونو کې د SIC میشته وسیلې غوره کړې ، د مظاهرې اغیزه په چټکۍ سره پراخه شوه ، چې د xEV اتومات بازار ډیر ژر د SiC بازار لپاره د خوښۍ سرچینه جوړوي.د SiC د بریالي غوښتنلیک سره، د دې اړوند بازار محصول ارزښت هم په چټکۍ سره لوړ شوی.

نهم،پایله:

د SiC اړوند صنعت ټیکنالوژیو په دوامداره توګه پرمختګ سره، د دې حاصل او اعتبار به نور هم ښه شي، د SiC وسایلو بیه به هم راټیټه شي، او د SiC بازار سیالي به نوره هم څرګنده شي.په راتلونکي کې، د SiC وسایل به په پراخه کچه په مختلفو برخو کې کارول کیږي لکه د موټرو، مخابراتو، بریښنا شبکې، او ترانسپورت، او د محصولاتو بازار به پراخ شي، او د بازار اندازه به نوره هم پراخه شي، د ملي اقتصاد لپاره یو مهم ملاتړ شي. اقتصاد

د پوسټ وخت: جنوري-25-2024