O carboneto de silício (SiC), como um tipo de material semicondutor com banda larga, desempenha um papel cada vez mais importante na aplicação da ciência e tecnologia modernas. O carboneto de silício possui excelente estabilidade térmica, alta tolerância a campos elétricos, condutividade intencional e outras excelentes propriedades físicas e ópticas, sendo amplamente utilizado em dispositivos optoeletrônicos e dispositivos solares. Devido à crescente demanda por dispositivos eletrônicos mais eficientes e estáveis, o domínio da tecnologia de crescimento do carboneto de silício tornou-se um ponto importante.
Então, o quanto você sabe sobre o processo de crescimento do SiC?
Hoje discutiremos três técnicas principais para o crescimento de monocristais de carboneto de silício: transporte físico de vapor (PVT), epitaxia em fase líquida (LPE) e deposição química de vapor em alta temperatura (HT-CVD).
Método de Transferência Física de Vapor (PVT)
O método de transferência física de vapor é um dos processos de crescimento de carboneto de silício mais comumente utilizados. O crescimento de carboneto de silício monocristalino depende principalmente da sublimação do pó de silício e da redeposição no cristal semente sob condições de alta temperatura. Em um cadinho de grafite fechado, o pó de carboneto de silício é aquecido a alta temperatura. Através do controle do gradiente de temperatura, o vapor de carboneto de silício condensa na superfície do cristal semente e gradualmente forma um cristal único de grande tamanho.
A grande maioria do SiC monocristalino que fornecemos atualmente é produzido por esse método de crescimento. É também o método predominante na indústria.
Epitaxia em fase líquida (LPE)
Cristais de carboneto de silício são preparados por epitaxia em fase líquida através de um processo de crescimento de cristais na interface sólido-líquido. Neste método, o pó de carboneto de silício é dissolvido em uma solução de silício-carbono a alta temperatura e, em seguida, a temperatura é reduzida para que o carboneto de silício seja precipitado da solução e cresça nos cristais-semente. A principal vantagem do método LPE é a capacidade de obter cristais de alta qualidade a uma temperatura de crescimento mais baixa, o custo é relativamente baixo e é adequado para produção em larga escala.
Deposição Química de Vapor em Alta Temperatura (HT-CVD)
Ao introduzir o gás contendo silício e carbono na câmara de reação em alta temperatura, a camada monocristalina de carboneto de silício é depositada diretamente na superfície do cristal semente por meio de reação química. A vantagem desse método é que a vazão e as condições de reação do gás podem ser controladas com precisão, de modo a obter um cristal de carboneto de silício com alta pureza e poucos defeitos. O processo HT-CVD pode produzir cristais de carboneto de silício com excelentes propriedades, o que é particularmente valioso para aplicações que exigem materiais de altíssima qualidade.
O processo de crescimento do carboneto de silício é a base de sua aplicação e desenvolvimento. Por meio de inovação e otimização tecnológicas contínuas, esses três métodos de crescimento desempenham seus respectivos papéis para atender às necessidades de diferentes ocasiões, garantindo a importante posição do carboneto de silício. Com o aprofundamento da pesquisa e o progresso tecnológico, o processo de crescimento dos materiais de carboneto de silício continuará a ser otimizado, e o desempenho dos dispositivos eletrônicos será ainda mais aprimorado.
(censura)
Horário da publicação: 23/06/2024