సిలికాన్ కార్బైడ్ క్రిస్టల్ పెరుగుదలలో కార్బన్-ఆధారిత థర్మల్ ఫీల్డ్ మెటీరియల్స్ యొక్క అనువర్తనం

Ⅰ. SiC పదార్థాలకు పరిచయం:

1. పదార్థ లక్షణాల అవలోకనం:

దిమూడవ తరం సెమీకండక్టర్దీనిని సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్ అని పిలుస్తారు, మరియు దాని బ్యాండ్‌గ్యాప్ వెడల్పు 3.2EV, ఇది సిలికాన్-ఆధారిత సెమీకండక్టర్ పదార్థాల బ్యాండ్‌గ్యాప్ వెడల్పు మూడు రెట్లు (సిలికాన్-ఆధారిత సెమీకండక్టర్ పదార్థాలకు 1.12EV), కాబట్టి దీనిని వైడ్ బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ అని కూడా పిలుస్తారు. సిలికాన్-ఆధారిత సెమీకండక్టర్ పరికరాలు భౌతిక పరిమితులను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి కొన్ని అధిక-ఉష్ణోగ్రత, అధిక-పీడన మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అనువర్తన దృశ్యాలలో విచ్ఛిన్నం చేయడం కష్టం. పరికర నిర్మాణాన్ని సర్దుబాటు చేయడం ఇకపై అవసరాలను తీర్చదు, మరియు SIC మరియు మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలురెండూఉద్భవించాయి.

2. SiC పరికరాల అప్లికేషన్:

దాని ప్రత్యేక పనితీరు ఆధారంగా, SiC పరికరాలు క్రమంగా అధిక ఉష్ణోగ్రత, అధిక పీడనం మరియు అధిక పౌనఃపున్యం రంగంలో సిలికాన్ ఆధారిత స్థానాన్ని భర్తీ చేస్తాయి మరియు 5G కమ్యూనికేషన్‌లు, మైక్రోవేవ్ రాడార్, ఏరోస్పేస్, కొత్త శక్తి వాహనాలు, రైలు రవాణా, స్మార్ట్‌లో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. గ్రిడ్‌లు మరియు ఇతర ఫీల్డ్‌లు.

3. తయారీ విధానం:

(1)శారీరక ఆవిరి: పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత సుమారు 2100 ~ 2400. పరిపక్వ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం, తక్కువ తయారీ వ్యయం మరియు క్రిస్టల్ నాణ్యత మరియు దిగుబడి యొక్క నిరంతర మెరుగుదల ప్రయోజనాలు. ప్రతికూలతలు ఏమిటంటే, పదార్థాలను నిరంతరం సరఫరా చేయడం కష్టం, మరియు గ్యాస్ దశ భాగాల నిష్పత్తిని నియంత్రించడం కష్టం. ప్రస్తుతం పి-రకం స్ఫటికాలను పొందడం కష్టం.

(2)అగ్ర విత్తన పరిష్కార పద్ధతి (TSSG): పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత 2200. తక్కువ పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ ఒత్తిడి, కొన్ని తొలగుట లోపాలు, పి-రకం డోపింగ్, 3 సి ప్రయోజనాలు ప్రయోజనాలుక్రిస్టల్ పెరుగుదల, మరియు సులభంగా వ్యాసం విస్తరణ. అయినప్పటికీ, మెటల్ చేరిక లోపాలు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి మరియు Si/C మూలం యొక్క నిరంతర సరఫరా తక్కువగా ఉంది.

(3)అధిక ఉష్ణోగ్రత రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (HTCVD): పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత సుమారు 1600~1900℃. ముడి పదార్థాల నిరంతర సరఫరా, Si/C నిష్పత్తి యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ, అధిక స్వచ్ఛత మరియు అనుకూలమైన డోపింగ్ ప్రయోజనాలు. ప్రతికూలతలు వాయు ముడి పదార్థాల అధిక ధర, థర్మల్ ఫీల్డ్ ఎగ్జాస్ట్ యొక్క ఇంజనీరింగ్ చికిత్సలో అధిక కష్టం, అధిక లోపాలు మరియు తక్కువ సాంకేతిక పరిపక్వత.

Ⅱ. యొక్క ఫంక్షనల్ వర్గీకరణఉష్ణ క్షేత్రంపదార్థాలు

1. ఇన్సులేషన్ వ్యవస్థ:

ఫంక్షన్: అవసరమైన ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతను నిర్మించండిక్రిస్టల్ పెరుగుదల

అవసరాలు: థర్మల్ కండక్టివిటీ, ఎలక్ట్రికల్ కండక్టివిటీ, 2000℃ పైన ఉన్న అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఇన్సులేషన్ మెటీరియల్ సిస్టమ్స్ స్వచ్ఛత

2. క్రూసిబుల్వ్యవస్థ:

ఫంక్షన్: 

① తాపన భాగాలు; 

② పెరుగుదల కంటైనర్

అవసరాలు: రెసిస్టివిటీ, థర్మల్ కండక్టివిటీ, థర్మల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ కోఎఫీషియంట్, స్వచ్ఛత

3. TAC పూతభాగాలు:

ఫంక్షన్: Si ద్వారా బేస్ గ్రాఫైట్ యొక్క తుప్పును నిరోధిస్తుంది మరియు C చేరికలను నిరోధిస్తుంది

అవసరాలు: పూత సాంద్రత, పూత మందం, స్వచ్ఛత

4. పోరస్ గ్రాఫైట్భాగాలు:

ఫంక్షన్: 

① కార్బన్ కణ భాగాలను ఫిల్టర్ చేయండి; 

② సప్లిమెంట్ కార్బన్ మూలం

అవసరాలు: ప్రసారం, ఉష్ణ వాహకత, స్వచ్ఛత

Ⅲ. థర్మల్ ఫీల్డ్ సిస్టమ్ పరిష్కారం

ఇన్సులేషన్ సిస్టమ్:

కార్బన్/కార్బన్ మిశ్రమ ఇన్సులేషన్ లోపలి సిలిండర్ అధిక ఉపరితల సాంద్రత, తుప్పు నిరోధకత మరియు మంచి థర్మల్ షాక్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది క్రూసిబుల్ నుండి సైడ్ ఇన్సులేషన్ మెటీరియల్‌కు లీక్ అయిన సిలికాన్ యొక్క తుప్పును తగ్గిస్తుంది, తద్వారా థర్మల్ ఫీల్డ్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

ఫంక్షనల్ భాగాలు:

(1)టాంటాలమ్ కార్బైడ్ పూతభాగాలు

(2)పోరస్ గ్రాఫైట్భాగాలు

(3)కార్బన్/కార్బన్ మిశ్రమంథర్మల్ ఫీల్డ్ భాగాలు