Grafitoaren Purifikazio Teknologia SiC erdieroalean

Grafitoaren aplikazioa SiC erdieroaleetan eta garbitasunaren garrantzia

Grafitoaezinbestekoa da Silizio Karburoa (SiC) erdieroaleak ekoizteko, ezaugarri termiko eta elektriko bereziengatik ezagunak. Horri esker, SiC ezin hobea da potentzia handiko, tenperatura altuko eta maiztasun handiko aplikazioetarako. SiC erdieroaleen fabrikazioan,grafitoanormalean erabiltzen daarragoa, berogailuak eta tenperatura altuko prozesatzeko beste osagai batzukeroankortasun termiko bikainagatik, egonkortasun kimikoagatik eta shock termikoarekiko erresistentziagatik. Hala ere, rol hauetan grafitoaren eraginkortasuna bere garbitasunaren araberakoa da. Grafitoaren ezpurutasunak nahi ez diren akatsak sor ditzake SiC kristaletan, gailu erdieroaleen errendimendua hondatu eta fabrikazio-prozesuaren etekin orokorra murrizten dute. Ibilgailu elektrikoak, energia berriztagarriak eta telekomunikazioak bezalako industrietan SiC erdieroaleen eskaera gero eta handiagoa dela eta, grafito ultrapuruaren beharra larriagoa bihurtu da. Garbitasun handiko grafitoak SiC erdieroaleen kalitate eskakizun zorrotzak betetzen direla bermatzen du, fabrikatzaileek errendimendu eta fidagarritasun handia duten gailuak ekoizteko aukera emanez. Hori dela eta, arazketa metodo aurreratuen garapena garbitasun ultra-altua lortzekografitoafuntsezkoa da SiC erdieroaleen teknologien hurrengo belaunaldiari laguntzeko.

Arazketa fisikokimikoa

Arazketa-teknologiaren etengabeko aurrerapenak eta hirugarren belaunaldiko erdieroaleen teknologiaren garapen azkarrak arazketa fisikokimiko gisa ezagutzen den grafitoaren arazketa-metodo berri baten sorrera ekarri dute. Metodo honek jartzea dakargrafitozko produktuakberotzeko hutseko labe batean. Labean hutsunea handituz, grafito-produktuetako ezpurutasunak lurrun-presio saturatura iristean hegazkinduko dira. Gainera, halogeno gasa erabiltzen da grafitoaren ezpurutasunetan urtze- eta irakite-puntu handiko oxidoak urtze- eta irakite-puntu baxuko haluroetan bihurtzeko, nahi den arazketa-efektua lortuz.

Garbitasun handiko grafito produktuakhirugarren belaunaldiko silizio-karburo erdieroaleentzat normalean arazteko metodo fisiko eta kimikoen bidez, ≥99,9995eko garbitasun-eskakizunarekin. Garbitasunaz gain, ezpurutasun-elementu jakin batzuen edukirako baldintza zehatzak daude, hala nola B ezpurutasun-edukia ≤0,05 × 10^-6 eta Al ezpurutasun-edukia ≤0,05 ×10^-6.

Labearen tenperatura eta huts-maila handitzeak grafitozko produktuetako ezpurutasun batzuk automatikoki lurruntzea dakar, horrela ezpurutasunak kentzea lortzen da. Kentzeko tenperatura altuagoak behar dituzten ezpurutasun-elementuetarako, gas halogenoa erabiltzen da urtze- eta irakite-puntu baxuagoko haluroetan bihurtzeko. Metodo horien konbinazioaren bidez, grafitoaren ezpurutasunak eraginkortasunez kentzen dira.

Esate baterako, halogenoen taldeko kloro-gasa arazketa-prozesuan sartzen da grafito-ezpurutasunetan dauden oxidoak kloruro bihurtzeko. Kloruroen urtze- eta irakite-puntu nabarmen baxuagoak direnez, haien oxidoekin alderatuta, grafitoaren ezpurutasunak ezaba daitezke tenperatura oso altuen beharrik gabe.

Arazketa-prozesua

Hirugarren belaunaldiko SiC erdieroaleetan erabiltzen diren purutasun handiko grafito-produktuak araztu aurretik, ezinbestekoa da prozesu-plan egokia zehaztea nahi den azken purutasunean, ezpurutasun espezifikoen mailan eta grafito-produktuen hasierako purutasunean oinarrituta. Prozesua boroa (B) eta aluminioa (Al) bezalako elementu kritikoak selektiboki kentzera bideratu behar da. Arazketa-plana hasierako eta helburuko purutasun-mailak ebaluatuz formulatzen da, baita elementu zehatzen baldintzak ere. Honek arazketa-prozesu optimoa eta errentagarriena hautatzea dakar, gas halogenoa, labearen presioa eta prozesuko tenperatura-parametroak zehaztea barne. Ondoren, prozesuko datu horiek arazketa-ekipoan sartzen dira prozedura burutzeko. Arazketa ondoren, hirugarrenen probak egiten dira eskatutako estandarrak betetzen direla egiaztatzeko, eta produktu kualifikatuak azken erabiltzaileari entregatzen zaizkio.