Il carburo di silicio (SiC), in quanto materiale semiconduttore ad ampio band gap, svolge un ruolo sempre più importante nell'applicazione della scienza e della tecnologia moderne. Il carburo di silicio presenta un'eccellente stabilità termica, un'elevata tolleranza al campo elettrico, una conduttività intenzionale e altre eccellenti proprietà fisiche e ottiche, ed è ampiamente utilizzato nei dispositivi optoelettronici e nei dispositivi solari. A causa della crescente domanda di dispositivi elettronici più efficienti e stabili, la padronanza della tecnologia di sviluppo del carburo di silicio è diventata un punto di svolta.
Quindi, quanto ne sai sul processo di crescita del SiC?
Oggi parleremo di tre tecniche principali per la crescita di monocristalli di carburo di silicio: trasporto fisico da vapore (PVT), epitassia in fase liquida (LPE) e deposizione chimica da vapore ad alta temperatura (HT-CVD).
Metodo di trasferimento fisico del vapore (PVT)
Il metodo di trasferimento fisico da vapore è uno dei processi di crescita del carburo di silicio più comunemente utilizzati. La crescita del carburo di silicio monocristallino dipende principalmente dalla sublimazione della polvere di carburo di silicio e dalla rideposizione sul cristallo di avviamento in condizioni di alta temperatura. In un crogiolo di grafite chiuso, la polvere di carburo di silicio viene riscaldata ad alta temperatura e, attraverso il controllo del gradiente di temperatura, il vapore di carburo di silicio si condensa sulla superficie del cristallo di avviamento, sviluppando gradualmente un monocristallo di grandi dimensioni.
La stragrande maggioranza del SiC monocristallino che forniamo attualmente è realizzata con questo metodo di crescita. È anche il metodo più diffuso nel settore.
Epitassia in fase liquida (LPE)
I cristalli di carburo di silicio vengono preparati mediante epitassia in fase liquida attraverso un processo di crescita cristallina all'interfaccia solido-liquido. In questo metodo, la polvere di carburo di silicio viene disciolta in una soluzione di silicio e carbonio ad alta temperatura, per poi essere abbassata in modo che il carburo di silicio venga precipitato dalla soluzione e cresca sui cristalli-seme. Il principale vantaggio del metodo LPE è la possibilità di ottenere cristalli di alta qualità a temperature di crescita inferiori, il costo relativamente basso e la sua adattabilità alla produzione su larga scala.
Deposizione chimica da vapore ad alta temperatura (HT-CVD)
Introducendo il gas contenente silicio e carbonio ad alta temperatura nella camera di reazione, lo strato monocristallino di carburo di silicio viene depositato direttamente sulla superficie del cristallo di partenza tramite reazione chimica. Il vantaggio di questo metodo è che la portata e le condizioni di reazione del gas possono essere controllate con precisione, in modo da ottenere un cristallo di carburo di silicio con elevata purezza e pochi difetti. Il processo HT-CVD può produrre cristalli di carburo di silicio con proprietà eccellenti, particolarmente utili per applicazioni che richiedono materiali di altissima qualità.
Il processo di crescita del carburo di silicio è il fondamento della sua applicazione e del suo sviluppo. Grazie alla continua innovazione tecnologica e all'ottimizzazione, questi tre metodi di crescita svolgono i rispettivi ruoli per soddisfare le esigenze di diverse applicazioni, garantendo l'importante ruolo del carburo di silicio. Con l'approfondimento della ricerca e il progresso tecnologico, il processo di crescita dei materiali in carburo di silicio continuerà a essere ottimizzato e le prestazioni dei dispositivi elettronici saranno ulteriormente migliorate.
(censura)
Data di pubblicazione: 23 giugno 2024