Примена на материјали за термичко поле засновано на јаглерод во растот на кристалот на силикон карбид

Ⅰ. Вовед во SIC материјали:

1. Преглед на својствата на материјалот:

НаПолупроводник од трета генерацијасе нарекува соединение полупроводник, а неговата ширина на опсегот е околу 3,2ев, што е три пати поголема од ширината на опсегот на силиконските полупроводнички материјали (1.12EV за силиконски полупроводници на полупроводници), така што се нарекува и широк опсег полупроводник. Полупроводничките уреди засновани на силикони имаат физички ограничувања што е тешко да се пробијат во некои сценарија со висока температура, висок притисок и висока фреквенција. Прилагодувањето на структурата на уредот веќе не може да ги задоволи потребите, а полупроводничките материјали од трета генерација претставени со SIC иИ дветесе појавија.

2. Примена на SIC уреди:

Врз основа на неговите посебни перформанси, уредите SiC постепено ќе ги заменат силиконот во областа 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)Транспорт на физички пареа (ПВТ): Температурата на раст е околу 2100 ~ 2400. Предностите се зрела технологија, ниски трошоци за производство и континуирано подобрување на квалитетот и приносот на кристалот. Недостатоци се дека е тешко да се снабдуваат континуирано материјали и тешко е да се контролира процентот на компонентите на фазата на гас. Во моментов е тешко да се добијат кристали од типот P.

(2)Метод на раствор на врвен семе (TSSG): Температурата на раст е околу 2200℃. Предностите се ниска температура на раст, низок стрес, неколку дефекти на дислокација, допинг од P-тип, 3Cраст на кристалот, и лесно проширување на дијаметарот. Сепак, дефектите на металното вклучување сè уште постојат, а континуираното снабдување со извор на Si/C е слабо.

(3)Депонирање на хемиска 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. Изолационен систем:

Функција: Конструирајте го градиентот на температурата потребен зараст на кристалот

Барања: топлинска спроводливост, електрична спроводливост, чистота на системи за изолациски материјали со висока температура над 2000℃

2. Садовисистем:

Функција: 

① Грејни компоненти; 

② Контејнер за раст

Барања: Отпорност, термичка 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 Филтрирајте ги компонентите на честички на јаглерод; 

② Дополнете го изворот на јаглерод

Барања: Пренесување, термичка 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 термичко поле