SiC kristalak PVT metodoaren bidez prestatutakoak

Silizio karburozko kristal bakarrak prestatzeko metodo nagusia lurrunaren garraio fisikoa (PVT) metodoa da. Metodo hau batez ere akuartzozko hodiaren barrunbea, aelementu berogailua(indukzio bobina edo grafitozko berogailua),grafitozko karbono-fieltroaren isolamenduamateriala, agrafitozko arragoa, silizio-karburoaren hazi-kristal bat, silizio-karburoaren hautsa eta tenperatura altuko termometroa. Silizio-karburoaren hautsa grafitozko arragoaren behealdean dago, hazi-kristala, berriz, goiko aldean. Kristalaren hazkuntza prozesua honako hau da: arragoaren beheko tenperatura 2100-2400 °C-ra igotzen da beroketaren bidez (indukzioa edo erresistentzia). Arragoaren behealdean dagoen silizio-karburoaren hautsa tenperatura altu horretan deskonposatzen da, Si, Si₂C eta SiC₂ bezalako substantzia gaseosoak sortuz. Barrunbe barruko tenperaturaren eta kontzentrazio-gradienteen eraginez, substantzia gaseoso hauek hazi-kristalaren tenperatura baxuko gainazalera garraiatzen dira eta pixkanaka-pixkanaka kondentsatu eta nukleatzen dira, azkenean silizio-karburoaren kristalaren hazkuntza lortuz.

Silizio-karburoaren kristalak hazten direnean, lurrunaren garraio fisikoaren metodoa erabiliz kontuan hartu beharreko funtsezko puntu teknikoak hauek dira:

1) Kristalaren hazkuntza-tenperatura eremuaren barruko grafito-materialaren purutasunak baldintzak bete behar ditu. Grafitozko piezen purutasuna 5×10-6 baino txikiagoa izan behar da, eta isolamendu-sentimenduarena 10×10-6 baino txikiagoa izan behar du. Horien artean, B eta Al elementuen purutasuna 0,1 × 10-6tik beherakoa izan behar da, bi elementu horiek zulo libreak sortuko baitituzte silizio karburoaren hazkuntzan. Bi elementu hauen gehiegizko kantitateak silizio karburoaren propietate elektriko ezegonkorrak ekarriko ditu, silizio karburoko gailuen errendimenduari eraginez. Aldi berean, ezpurutasunen presentziak kristalen akatsak eta dislokazioak ekar ditzake, azken finean, kristalaren kalitateari eraginez.

2)Haziaren kristalaren polaritatea behar bezala hautatu behar da. Egiaztatu da C(0001) planoa 4H-SiC kristalak hazteko erabil daitekeela eta Si(0001) planoa 6H-SiC kristalak hazteko.

3) Erabili ardatzetik kanpoko hazi-kristalak hazteko. Ardatz kanpoko hazi-kristalaren angelu optimoa 4°-koa da, kristalaren orientaziorantz zuzenduta. Ardatz kanpoko hazi-kristaleek kristalen hazkuntzaren simetria alda dezakete eta kristalaren akatsak murrizteaz gain, kristala kristal-orientazio zehatz batean hazten uzten dute, eta hori onuragarria da kristal bakarreko kristalak prestatzeko. Aldi berean, kristalaren hazkundea uniformeagoa izan daiteke, barneko estresa eta kristalaren tentsioa murrizten du eta kristalaren kalitatea hobetu dezake.

4)Hazi kristalen lotura prozesu ona. Hazien kristalaren atzeko aldea tenperatura altuan deskonposatzen da eta sublimatzen da. Kristalaren hazkuntzan, kristalaren barruan hutsune hexagonalak edo mikrohodi-akatsak sor daitezke, eta kasu larrietan, azalera handiko kristal polimorfoak sor daitezke. Hori dela eta, haziaren kristalaren atzeko aldea aldez aurretik tratatu behar da. 20 μm inguruko lodiera duen fotorresistentzia geruza trinko bat estali daiteke hazi-kristalaren Si gainazalean. 600 °C inguruko tenperatura altuko karbonizazioaren ondoren, karbonizatutako film geruza trinko bat sortzen da. Ondoren, grafitozko plaka edo grafitozko paper batera lotzen da tenperatura eta presio altuan. Modu honetan lortutako hazi-kristalak kristalizazio-kalitatea asko hobetu dezake eta hazi-kristalaren atzealdeko ablazioa modu eraginkorrean eragotzi dezake.

5) Mantendu kristalen hazkuntza-interfazearen egonkortasuna kristalen hazkuntza-zikloan zehar. Silizio karburozko kristalen lodiera pixkanaka handitzen doan heinean, kristalen hazkuntza-interfazea pixkanaka-pixkanaka mugitzen da arragoaren beheko silizio karburo hautsaren goiko gainazalerantz. Honek hazkuntza-ingurunean aldaketak eragiten ditu kristalen hazkuntza-interfazean, parametroetan, hala nola, eremu termikoa eta karbono-silizio erlazioa bezalako gorabeherak eragiten ditu. Aldi berean, atmosferako materialaren garraio-tasa murrizten du eta kristalen hazkuntza-abiadura moteltzen du, kristalaren etengabeko hazkuntza egonkorra izateko arriskua sortuz. Arazo hauek neurri batean arindu daitezke egitura eta kontrol metodoak optimizatuz. Arragoa mugimendu-mekanismoa gehitzeak eta arragoa poliki-poliki gorantz mugitzeko norabide axialean kristalen hazkunde-tasan kristalen hazkuntza-interfazearen egonkortasuna bermatu dezake eta tenperatura-gradiente axial eta erradiala egonkorra mantentzen du.

Semicorex-ek kalitate handikoa eskaintzen dugrafitozko osagaiakSiC kristalen hazkunderako. Kontsultarik baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefono zenbakia +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com