Mensintesis Serbuk Silikon Karbida Ketulenan Tinggi

Bagaimanakah SiC mencapai keunggulannya dalam bidang semikonduktor? 

Ini disebabkan terutamanya oleh ciri-ciri jurang jalur lebarnya yang luar biasa, antara 2.3 hingga 3.3 eV, yang menjadikannya bahan yang ideal untuk mengeluarkan peranti elektronik berkuasa tinggi frekuensi tinggi. Ciri ini boleh diumpamakan seperti membina lebuh raya yang luas untuk isyarat elektronik, memastikan laluan lancar untuk isyarat frekuensi tinggi dan meletakkan asas yang kukuh untuk pemprosesan dan penghantaran data yang lebih cekap dan pantas.

Jurang jalur lebarnya, antara 2.3 hingga 3.3 eV, merupakan faktor utama, menjadikannya sesuai untuk peranti elektronik berkuasa tinggi frekuensi tinggi. Seolah-olah sebuah lebuh raya yang luas telah diturap untuk isyarat elektronik, membolehkan mereka bergerak tanpa halangan, sekali gus mewujudkan asas yang kukuh untuk meningkatkan kecekapan dan kelajuan dalam pengendalian dan pemindahan data.

Kekonduksian habanya yang tinggi, yang boleh mencapai 3.6 hingga 4.8 W·cm⁻¹·K⁻¹. Ini bermakna ia boleh menghilangkan haba dengan cepat, bertindak sebagai "enjin" penyejukan yang cekap untuk peranti elektronik. Akibatnya, SiC menunjukkan prestasi yang sangat baik dalam menuntut aplikasi peranti elektronik yang memerlukan ketahanan terhadap sinaran dan kakisan. Sama ada menghadapi cabaran sinaran sinar kosmik dalam penerokaan angkasa lepas atau menangani hakisan yang menghakis dalam persekitaran perindustrian yang teruk, SiC boleh beroperasi dengan stabil dan kekal teguh.

Mobiliti tepu pembawanya yang tinggi, antara 1.9 hingga 2.6 × 10⁷ cm·s⁻¹. Ciri ini meluaskan lagi potensi aplikasinya dalam domain semikonduktor, meningkatkan prestasi peranti elektronik dengan berkesan dengan memastikan pergerakan elektron yang pantas dan cekap dalam peranti, sekali gus memberikan sokongan kuat untuk mencapai fungsi yang lebih berkuasa.

Bagaimanakah sejarah pembangunan bahan kristal SiC (silikon karbida) telah berkembang? 

Mengimbas kembali perkembangan bahan kristal SiC ibarat membelek lembaran buku kemajuan sains dan teknologi. Seawal tahun 1892, Acheson mencipta kaedah untuk mensintesisSerbuk SiCdaripada silika dan karbon, dengan itu memulakan kajian bahan SiC. Walau bagaimanapun, ketulenan dan saiz bahan SiC yang diperoleh pada masa itu adalah terhad, sama seperti bayi dalam pakaian lampin, walaupun mempunyai potensi yang tidak terhingga, masih memerlukan pertumbuhan dan penghalusan yang berterusan.

Ia adalah pada tahun 1955 apabila Lely berjaya mengembangkan kristal SiC yang agak tulen melalui teknologi pemejalwapan, menandakan peristiwa penting dalam sejarah SiC. Walau bagaimanapun, bahan seperti plat SiC yang diperoleh daripada kaedah ini adalah bersaiz kecil dan mempunyai variasi prestasi yang besar, sama seperti sekumpulan askar yang tidak sekata, mendapati sukar untuk membentuk pasukan tempur yang kuat dalam bidang aplikasi mewah.

Ia adalah antara 1978 dan 1981 apabila Tairov dan Tsvetkov membina kaedah Lely dengan memperkenalkan kristal benih dan mereka bentuk kecerunan suhu dengan teliti untuk mengawal pengangkutan bahan. Langkah inovatif ini, kini dikenali sebagai kaedah Lely yang dipertingkatkan atau kaedah sublimasi berbantukan benih (PVT), membawa fajar baharu untuk pertumbuhan kristal SiC, meningkatkan kawalan kualiti dan saiz kristal SiC dengan ketara, dan meletakkan asas yang kukuh untuk aplikasi SiC yang meluas dalam pelbagai bidang.

Apakah unsur teras dalam pertumbuhan kristal tunggal SiC? 

Kualiti serbuk SiC memainkan peranan penting dalam proses pertumbuhan kristal tunggal SiC. Apabila menggunakanserbuk β-SiCuntuk mengembangkan kristal tunggal SiC, peralihan fasa kepada α-SiC mungkin berlaku. Peralihan ini menjejaskan nisbah molar Si/C dalam fasa wap, sama seperti tindakan pengimbangan kimia yang halus; apabila terganggu, pertumbuhan kristal boleh terjejas, sama seperti ketidakstabilan asas yang membawa kepada kecondongan keseluruhan bangunan.

Mereka terutamanya berasal dari serbuk SiC, dengan hubungan linear yang rapat wujud di antara mereka. Dengan kata lain, semakin tinggi ketulenan serbuk, semakin baik kualiti kristal tunggal. Oleh itu, menyediakan serbuk SiC ketulenan tinggi menjadi kunci untuk mensintesis kristal tunggal SiC berkualiti tinggi. Ini memerlukan kami mengawal ketat kandungan kekotoran semasa proses sintesis serbuk, memastikan setiap "molekul bahan mentah" memenuhi piawaian tinggi untuk menyediakan asas terbaik untuk pertumbuhan kristal.

Apakah kaedah untuk mensintesisserbuk SiC ketulenan tinggi? 

Pada masa ini, terdapat tiga pendekatan utama untuk mensintesis serbuk SiC ketulenan tinggi: kaedah fasa wap, fasa cecair dan fasa pepejal.

Ia bijak mengawal kandungan kekotoran dalam sumber gas, termasuk kaedah CVD (Chemical Vapor Deposition) dan plasma. CVD menggunakan "keajaiban" tindak balas suhu tinggi untuk mendapatkan serbuk SiC yang sangat halus dan ketulenan tinggi. Sebagai contoh, menggunakan (CH₃)₂SiCl₂ sebagai bahan mentah, serbuk nano silikon karbida ketulenan tinggi dan oksigen rendah berjaya disediakan dalam "relau" pada suhu antara 1100 hingga 1400℃, sama seperti mengukir karya seni yang indah dengan teliti dalam dunia mikroskopik. Kaedah plasma, sebaliknya, bergantung pada kuasa perlanggaran elektron bertenaga tinggi untuk mencapai sintesis serbuk SiC ketulenan tinggi. Menggunakan plasma gelombang mikro, tetramethylsilane (TMS) digunakan sebagai gas tindak balas untuk mensintesis serbuk SiC ketulenan tinggi di bawah "kesan" elektron bertenaga tinggi. Walaupun kaedah fasa wap boleh mencapai ketulenan yang tinggi, kos yang tinggi dan kadar sintesis yang perlahan menjadikannya serupa dengan tukang berkemahiran tinggi yang mengecas banyak dan bekerja dengan perlahan, menjadikannya sukar untuk memenuhi permintaan pengeluaran berskala besar.

Kaedah sol-gel menonjol dalam kaedah fasa cecair, mampu mensintesis ketulenan tinggiSerbuk SiC. Menggunakan sol silikon industri dan resin fenolik larut air sebagai bahan mentah, tindak balas pengurangan karboterma dijalankan pada suhu tinggi untuk akhirnya memperoleh serbuk SiC. Walau bagaimanapun, kaedah fasa cecair juga menghadapi isu kos tinggi dan proses sintesis yang kompleks, sama seperti jalan yang penuh dengan duri, yang, walaupun boleh mencapai matlamat, penuh dengan cabaran.

Melalui kaedah ini, penyelidik terus berusaha untuk meningkatkan ketulenan dan hasil serbuk SiC, mempromosikan teknologi pertumbuhan kristal tunggal silikon karbida ke tahap yang lebih tinggi.

Tawaran SemicorexHSerbuk SiC ketulenan ighuntuk proses semikonduktor. Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau memerlukan butiran tambahan, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.

Hubungi # telefon +86-13567891907

E-mel: sales@semicorex.com