2024-10-21
Ⅰ. Вовед во материјалите на SiC:
1. Преглед на својствата на материјалот:
Наполупроводник од трета генерацијасе нарекува сложен полупроводник, а неговата ширина на пропусен опсег е околу 3,2 eV, што е три пати поголема од ширината на пропусен опсег од полупроводничките материјали засновани на силикон (1,12eV за полупроводнички материјали засновани на силикон), па затоа се нарекува и полупроводник со широк опсег. Полупроводничките уреди базирани на силикон имаат физички ограничувања кои тешко се пробиваат во некои сценарија на примена со висока температура, висок притисок и висока фреквенција. Прилагодувањето на структурата на уредот повеќе не може да ги задоволи потребите, а полупроводничките материјали од третата генерација претставени со SiC иGaNсе појавија.
2. Примена на SiC уреди:
Врз основа на неговите посебни перформанси, уредите SiC постепено ќе ги заменат силиконот на полето на висока температура, висок притисок и висока фреквенција и ќе играат важна улога во 5G комуникациите, микробрановите радари, воздушната вселена, возилата со нова енергија, железничкиот транспорт, паметните мрежи и други полиња.
3. Начин на подготовка:
(1)Физички транспорт на пареа (PVT): Температурата на раст е околу 2100~2400℃. Предностите се зрела технологија, ниски трошоци за производство и постојано подобрување на квалитетот и приносот на кристалите. Недостатоците се дека е тешко постојано да се снабдуваат материјали и тешко е да се контролира пропорцијата на компонентите на гасната фаза. Во моментов е тешко да се добијат кристали од типот P.
(2)Метод на раствор од врвно семе (TSSG): Температурата на раст е околу 2200℃. Предностите се ниска температура на раст, низок стрес, неколку дефекти на дислокација, допинг од тип P, 3Cраст на кристали, и лесно проширување на дијаметарот. Сепак, дефектите на металното вклучување сè уште постојат, а континуираното снабдување со извор на Si/C е слабо.
(3)Хемиско таложење на пареа со висока температура (HTCVD): Температурата на раст е околу 1600~1900℃. Предностите се континуирано снабдување со суровини, прецизна контрола на односот Si/C, висока чистота и удобен допинг. Недостатоците се високата цена на гасните суровини, високите тешкотии во инженерскиот третман на издувните гасови од термичкото поле, високите дефекти и ниската техничка зрелост.
Ⅱ. Функционална класификација натермичко полематеријали
1. Систем за изолација:
Функција: Конструирајте го температурниот градиент потребен зараст на кристали
Барања: Топлинска спроводливост, електрична спроводливост, чистота на системи за изолациски материјали со висока температура над 2000℃
2. Распоредницасистем:
Функција:
① Грејни компоненти;
② Контејнер за раст
Барања: Отпорност, топлинска спроводливост, коефициент на термичка експанзија, чистота
3. TaC облогакомпоненти:
Функција: Инхибирајте ја корозијата на основниот графит со Si и инхибирајте ги подмножествата C
Барања: Густина на облогата, дебелина на облогата, чистота
4. Порозен графиткомпоненти:
Функција:
① Компоненти на јаглеродни честички за филтрирање;
② Дополнете го изворот на јаглерод
Барања: Пропустливост, топлинска спроводливост, чистота
Ⅲ. Решение на системот за топлинско поле
Систем за изолација:
Внатрешниот цилиндар со композитна изолација од јаглерод/јаглерод има висока густина на површината, отпорност на корозија и добра отпорност на термички шок. Може да ја намали корозијата на силиконот што истекува од садот до страничниот изолационен материјал, со што се обезбедува стабилност на термичкото поле.
Функционални компоненти:
(1)Тантал карбид обложенкомпоненти
(2)Порозен графиткомпоненти
(3)Јаглерод/јаглерод композиткомпоненти на топлинско поле