Kepiye cara entuk pertumbuhan kristal berkualitas tinggi? - Tungap wutah kristal SIC

1. Apa prinsip dhasar saka tungku wutah kristal karbida kristal?

Prinsip kerja saka tungku wutah kristal karbida karbida yaiku sublimasi fisik (Pvt). Cara PVT minangka salah sawijining cara sing paling efisien kanggo tuwuh kristal tunggal sandur. Liwat kontrol lapangan termal, swasana lan paramèter, karbet karbida kristal bisa ngoperasikake stabil ing suhu sing dhuwur kanggo ngrampungake sublimasi, transmisi fase lan proses kristal gas lan proses kristalisasiWêdakakêna SIC.

1.1 prinsip kerja saka pawon wutah

● Cara pvt

Intine Cara PVT yaiku nyuda bubuk karbida silikon dadi komponen gas kanthi suhu sing dhuwur, lan condense ing kristal wiji liwat transmisi fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas kanggo mbentuk struktur fase gas. Cara iki nduweni kaluwihan sing signifikan kanggo nyiapake kemurnian tinggi, kristal ukuran gedhe.

● Proses berkembang dhasar saka kristal

✔ Sublimation: Wêdakakêna SIC ing Craya diuripake dadi komponen gas kayata Si, C2 lan SIC2 ing suhu sing dhuwur 2000 ℃.

✔ Pengangkutan: Ing tumindak kecerunan termal, komponen gas bisa ditularake saka zona suhu sing dhuwur (zona bubuk) menyang zona suhu sing kurang (permukaan kristal).

✔ Crystallization Kondensasi: Komponen sing ora bisa diusir mudhun ing permukaan kristal wiji lan tuwuh ing arah kisi kanggo mbentuk kristal siji.

1.2 Prinsip-prinsip khusus wutah kristal

Proses wutah karbida karbida karbida dipérang dadi telung tahap, sing digandhengake karo saben liyane lan mengaruhi kualitas pungkasan kristal.

✔ sisir bubuk sic: Ing kahanan suhu dhuwur, sic sing padhet (karbida silikon) bakal sublimon menyang silikon gas (s) lan karbon gas (c), lan reaksi kasebut kaya ing ngisor iki:

Sic (s) → Si (g) + c (g)

Lan reaksi sekunder sing luwih kompleks kanggo ngasilake komponen gas sing ora bisa dibatalake (kayata SIC2). Suhu dhuwur minangka kahanan sing dibutuhake kanggo ningkatake reaksi sublimasi.

✔ Pengangkutan phase gas: Komponen gas sing bisa diangkut saka zona sublimasi sing ana ing zona winih ing ngisor drive kamenangan suhu. Stabilitas aliran gas nemtokake keseragaman saka deposisi kasebut.

✔ Crystallization Kondensasi: Ing suhu sing luwih murah, komponen gas sing ora molah malih gabungke karo permukaan kristal wiji kanggo mbentuk kristal sing padhet. Proses iki kalebu mekanisme kompleks thermodynamics lan krticlografi.

1.3 Parameter Key kanggo Wutah Kristal Carbide Carbide

Kristal sic sing bermutu kanthi kualitas dhuwur mbutuhake paramèter ing ngisor iki:

✔ suhu: Zona sublimasi kudu disimpen ing ndhuwur 2000 ℃ kanggo mesthekake dekomposisi lengkap saka bubuk. Suhu zona winih dikontrol ing 1600-1800 ℃ kanggo njamin tingkat pemantau moderen.

✔ Tekanan: Wutah pvt biasane ditindakake ing lingkungan tekanan sing kurang 10-20 torr kanggo njaga stabilitas transportasi gas.too dhuwur banget bakal nyebabake tingkat pertumbuhan kristal kanthi rendah utawa tambah cacat.

✔ Suasana: Gunakake argon sing dhuwur minangka gas operator kanggo nyegah kontaminasi sing ora yakin sajrone proses reaksi kasebut. Kemurnaan suasana kasebut penting kanggo nilar cacat Crystal.

✔ Wektu: Wektu pertumbuhan kristal biasane nganti puluhan jam kanggo entuk pertumbuhan seragam lan kekandelan sing cocog.

2. Apa struktur tungku wutah kristal karbida karbida karbida?

Optimasi struktur tungku kristal karbida karbida kalebu fokus ing pemanasan suhu, kontrol suasana, desain lapangan lan sistem pemantauan suhu lan sistem pemantauan.

2.1 Komponen utama saka tungku wutah

● Sistem pemanasan suhu dhuwur

✔ Pemanasan resistansi: Gunakake kawat resistansi suhu dhuwur (kayata Molybdenum, tungsten) kanggo langsung nyedhiyakake energi panas. Kauntungan minangka akurasi kontrol suhu dhuwur, nanging urip diwatesi kanthi suhu sing dhuwur.

✔ Pemanasan induksi: Pemanas Eddy saiki digawe ing kutu induksi. Nduwe kaluwihan efisiensi lan kontak non-kontak, nanging biaya peralatan cukup dhuwur.

● Grafit Crucible lan Substrate Station Station

✔ Grafit grafit dhuwur banget njamin stabilitas suhu dhuwur.

✔ Desain stasiun winih kudu nggatekake loro keragaman udara lan konduktivitas termal.

● Piranti Kontrol Atmosfer

✔ Dilengkapi sistem pangiriman gas sing dhuwur lan tekanan ngatur katup kanggo njamin kesucian lan stabilitas lingkungan reaksi.

● Desain Kesatuan Hidup

✔ Kanthi ngoptimalake ketebalan tembok sing bisa dioptimalake, distribusi unsur pemanasan lan struktur unsur panas, panyebaran stres suhu sing digayuh, nyuda pengaruh stres termal ing kristal.

2.2 Lapangan suhu lan desain gradient termal

✔ Pentinge Kesatuan Hidup Suhu: Lapangan suhu sing ora rata bakal nyebabake tarif wutah lokal lan cacat ing njero kristal kasebut. Keseragaman ing lapangan suhu bisa saya tambah akeh liwat desain simetri annular lan optimalisasi thield panas.

✔ Kontrol termal saka gradient: Nyetel distribusi daya pemanas lan nggunakake tameng panas kanggo misahake wilayah sing beda kanggo nyuda bedane suhu. Amarga kecerunan termal duwe pengaruh langsung ing ketebalan kristal lan kualitas permukaan.

2.3 Sistem Pemantauan kanggo Proses Peningkatan Crystal

✔ Ngawasi suhu: Gunakake sensor suhu optik serat kanggo ngawasi suhu wektu nyata ing zona sublimasi lan zona winih. Sistem Umpan Balik bisa kanthi otomatis nyetel kekuwatan pemanasan.

✔ Ngawasi Tingkat Pertumbuhan: Gunakake interferegrasi laser kanggo ngukur tingkat wutah saka permukaan kristal. Gabungan data ngawasi kanthi algoritma model kanggo ngoptimalake proses kasebut.

3 .. Apa kangelan teknis saka tungku wutah kristal karbida karbida?

Bottlenecks teknis saka tungku pertumbuhan Kristal karbida utamane konsentrasi ing bahan suhu, kontrol lapangan suhu, suppression lan ekspansi sing kurang.

3.1 Pilihan lan tantangan bahan suhu dhuwur

Grafitgampang dioksidasi kanthi suhu sing dhuwur banget, lanSIC lapisanPerlu ditambahake kanggo ningkatake resistensi oksidasi. Kualitas langsung lapisan kasebut mengaruhi urip tungku.

Pemanasan urip unsur lan watesan suhu. Wire resistensi suhu dhuwur kudu resistensi kelemahan dhuwur. Peralatan pemanasan induksi kudu ngoptimalake desain dissipation panas kecul.

3.2 Kontrol sing tepat lan lapangan termal

Pengaruh lapangan termal seragam bakal nyebabake peningkatan kesalahan tumpukan lan dislokasi. Model simulasi bidang tungap tungku kudu dioptimalake kanggo ndeteksi masalah sadurunge.

Kasedhiyan peralatan pemantauan suhu dhuwur. Sensor suhu dhuwur kudu tahan kanggo radiasi lan kejut termal.

3.3 Kontrol cacat Crystal

Kesalahan tumpukan, dislokasi lan hibrida polimorpif minangka jinis cacat utama. Ngoptimalake lapangan termal lan swasana mbantu nyuda kapadhetan kekurangan.

Ngontrol sumber impual. Panganggone bahan kesucian sing dhuwur lan sebutan tungku tungku penting kanggo supression poles.

3.4 Tantangan tuwuhing kristal ukuran gedhe

Keperluan keseragaman lapangan termal kanggo ekspansi ukuran. Nalika ukuran kristal ditambahi saka 4 inci nganti 8 inci, desain keseragaman suhu kudu nganyari kanthi lengkap.

Solusi kanggo retak lan muter masalah. Ngurangi deformasi kristal kanthi nyuda kecerunan stres termal.

4. Apa bahan mentah kanggo tuwuh kristal sic sing bermutu tinggi?

Vetek Semiconduktor wis ngembangake bahan sis kristal siji-siji sing anyar -Bahan murni CVD materi CVDWaca rangkeng-. Produk iki ngisi celah domestik lan uga ing tingkat utama kanthi global, lan bakal ana ing posisi utama sing jangka panjang ing kompetisi. Bahan mentah carbide tradisional diprodhuksi dening reaksi silikon lan grafisi sing dhuwur saka murni, sing regane larang regane lan ukuran cilik.

Teknologi amben sing fluidonduktor nggunakake metiltrichlorosilane kanggo ngasilake bahan mentah silikon nganggo bahan bau kimia, lan produk utama hidrchlorroik. Asam hidroklorik bisa mbentuk uyah kanthi netralake karo Alkali, lan ora bakal nyebabake polusi lingkungan. 

Ing wektu sing padha, methyllichlorosilane minangka gas industri sing akeh digunakake kanthi biaya murah lan sumber sudhut, utamane China minangka produsen utama metpyltricylane. Mula, kemurnian vetek semikonduktorBahan mentah sik CVDNduwe daya saing internasional ing babagan biaya lan kualitas.Kurnan saka murni sik mentah sik sing luwih dhuwur tinimbang 99.9995%.

✔ ukuran gedhe lan kapadhetan dhuwur: Ukuran partikel rata-rata kira-kira 4-10mm, lan partikel ukuran bahan mentah domestik yaiku <2.5mm. Volume sing padha karo sing padha bisa uga bisa luwih saka 1.5kg bahan mentah, sing kondusif kanggo ngrampungake masalah bahan-bahan wutah kristal sing ora cukup saka ukuran, nyuda karbel bungkus lan ningkatake kualitas kristal.

✔ rasio si / c kurang: Pancen luwih cedhak karo 1: 1 tinimbang bahan mentah acheson metode propagating dhewe, sing bisa nyuda cacat sing diprodhuksi kanthi nambah tekanan sebagean.

✔ Nilai output dhuwur: Bahan mentah sing ditandur isih bisa njaga prototipe, nyuda recrystallization, nyuda grafitisasi bahan mentah, nyuda cacat bungkus karbon, lan nambah kualitas kristal.

✔ Semerat: Kesucian Bahan mentah sing diasilake dening cara CVD luwih dhuwur tinimbang bahan mentah sing apik kanggo metode propagating awake dhewe. Konten nitrogen wis tekan 0.09ppm tanpa pemurnian tambahan. Bahan mentah iki uga bisa duwe peran penting ing lapangan semi-insudating.

✔ murah murah: Tingkat penguapan seragam sing nggampangake proses lan kontrol kualitas produk, nalika ningkatake tingkat panggunaan bahan mentah (panggunaan tingkat) 50%, bahan mentah 4,5kg ngasilake ingot 3.5kg), nyuda biaya.

✔ Kurang kesalahan manungsa: Penepapan uap kimia ngindhari impurities sing ditepungi dening operasi manungsa.