Stair Achomair ar Charbíd Sileacain agus Feidhmchláir Bratuithe Carbide Sileacain

1. Forbairt SiC

Sa bhliain 1893, dhear Edward Goodrich Acheson, aimsitheoir SiC, foirnéis fhriotóra ag baint úsáide as ábhair charbóin - ar a dtugtar foirnéis Acheson - chun tús a chur le táirgeadh tionsclaíoch chomhdhúile sileacain trí mheascán de ghrianchloch agus de charbón a théamh go leictreach. Chomhdaigh sé paitinn don aireagán seo ina dhiaidh sin.

Ó thús go lár an 20ú haois, mar gheall ar a chruas eisceachtúil agus a fhriotaíocht chaitheamh, baineadh úsáid as cairbíd sileacain go príomha mar scríobach in uirlisí meilt agus gearrtha.

I rith na 1950idí agus 1960idí, le teacht nateicneolaíocht sil-leagan ceimiceach gaile (CVD)., rinne eolaithe cosúil le Rustum Roy ag Bell Labs sna Stáit Aontaithe ceannródaíocht ar thaighde ar theicneolaíocht CVD SiC. D'fhorbair siad próisis sil-leagan gaile SIC agus rinne siad réamh-iniúchadh ar a chuid airíonna agus feidhmeanna, ag baint amach an chéad sil-leagan deBratuithe SiC ar dhromchlaí graifíte. Leag an obair seo bonn ríthábhachtach d’ullmhú CVD d’ábhair bhrataithe SiC.

Sa bhliain 1963, bhunaigh taighdeoirí Bell Labs Howard Wachtel agus Joseph Wells CVD Incorporated, ag díriú ar theicneolaíochtaí sil-leagan ceimiceach gaile a fhorbairt le haghaidh SiC agus ábhair brataithe ceirmeacha eile. I 1974, bhain siad amach an chéad táirgeadh tionsclaíoch detáirgí graifíte atá brataithe le cairbíd sileacain. Rinne an chloch mhíle seo dul chun cinn suntasach i dteicneolaíocht bratuithe cairbíde sileacain ar dhromchlaí graifíte, rud a réitigh an bealach chun iad a chur i bhfeidhm go forleathan i réimsí mar leathsheoltóirí, optaic agus aeraspáis.

Sna 1970idí, rinne taighdeoirí ag Union Carbide Corporation (fochuideachta faoi lánúinéireacht Dow Chemical anois) iarratasbunanna graifíte atá brataithe le cairbíd sileacaini bhfás epitaxial na n-ábhar leathsheoltóra cosúil le nítríde Gailliam (GaN). Bhí an teicneolaíocht seo ríthábhachtach le haghaidh ardfheidhmíochta déantúsaíochtaSoilse GaN-bhunaithe(dé-óidí astaithe solais) agus léasair, ag leagan an bhunobair le haghaidh ina dhiaidh sinteicneolaíocht epitaxy chomhdhúile sileacainagus a bheith ina chloch mhíle shuntasach maidir le hábhair chomhdhúile sileacain a chur i bhfeidhm sa réimse leathsheoltóra.

Ó na 1980í go dtí tús an 21ú haois, mhéadaigh dul chun cinn i dteicneolaíochtaí déantúsaíochta feidhmeanna tionsclaíocha agus tráchtála bratuithe cairbíde sileacain ó aeraspáis go feithicleach, leictreonaic chumhachta, trealamh leathsheoltóra, agus comhpháirteanna tionsclaíocha éagsúla mar bhratuithe frith-chreimeadh.

Ó thús an 21ú haois go dtí an lá atá inniu ann, tá modhanna nua ullmhaithe brataithe tugtha isteach ag forbairt spraeáil theirmeach, PVD, agus nanaitheicneolaíochta. Thosaigh taighdeoirí ag iniúchadh agus ag forbairt bratuithe cairbíde sileacain nanascála chun feidhmíocht ábhair a fheabhsú tuilleadh.

Go hachomair, an teicneolaíocht ullmhúcháin le haghaidhBratuithe cairbíde sileacain CVDtar éis aistriú ó thaighde saotharlainne go feidhmeanna tionsclaíochta le cúpla bliain anuas, ag baint amach dul chun cinn leanúnach agus cinn.

2. Struchtúr Criostail SiC agus Réimsí Feidhmchláir

Tá níos mó ná 200 polaitíopa ag carbide sileacain, a chatagóirítear go príomha i dtrí phríomhghrúpa bunaithe ar shocrú cruachta na n-adamh carbóin agus sileacain: ciúbach (3C), heicseagánach (H), agus rhombohedral ®. I measc na samplaí coitianta tá 2H-SiC, 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, agus 15R-SiC. Is féidir iad seo a roinnt go ginearálta i dhá phríomhchineál:

Figiúr 1: Struchtúr Crystal Carbide Sileacain

α- SiC:Is é seo an struchtúr cobhsaí ard-teocht agus an cineál struchtúr bunaidh a fhaightear sa nádúr.

β- SiC:Is é seo an struchtúr cobhsaí teocht íseal, is féidir a fhoirmiú trí imoibriú sileacain agus carbóin ag thart ar 1450 ° C. Is féidir le β-SiC iompú isteach i α-SiC ag teochtaí idir 2100-2400°C.

Tá úsáidí difriúla ag polytypes SiC éagsúla. Mar shampla, tá 4H-SiC in α-SiC oiriúnach chun feistí ardchumhachta a mhonarú, agus is é 6H-SiC an cineál is cobhsaí agus úsáidtear é i bhfeistí optoelectronic. Tá β-SiC, seachas a bheith in úsáid i bhfeistí RF, tábhachtach freisin mar scannán tanaí agus ábhar brataithe i dtimpeallachtaí ardteochta, ard-chaitheamh, agus an-chreimneach, ag soláthar feidhmeanna cosanta. Tá roinnt buntáistí ag β-SiC thar α-SiC:

(1)Tá a seoltacht theirmeach idir 120-200 W/m·K, i bhfad níos airde ná 100-140 W/m·K α-SiC.

(2) Taispeánann β-SiC cruas níos airde agus friotaíocht caitheamh.

(3) I dtéarmaí friotaíocht creimeadh, cé go bhfeidhmíonn α-SiC go maith i dtimpeallachtaí neamh-ocsaídeacha agus éadrom aigéadach, tá β-SiC fós cobhsaí faoi choinníollacha ocsaídeacha níos ionsaithí agus go láidir alcaileach, rud a léiríonn a fhriotaíocht creimeadh níos fearr thar raon níos leithne de thimpeallachtaí ceimiceacha. .

Ina theannta sin, tá comhéifeacht leathnú teirmeach β-SiC ag teacht go dlúth le comhéifeacht graifíte, rud a fhágann gurb é an t-ábhar is fearr le haghaidh bratuithe dromchla ar bhunanna graifíte i dtrealamh epitaxy wafer mar gheall ar na hairíonna comhcheangailte seo.

3 . Bratuithe SiC agus Modhanna Ullmhúcháin

(1) Cótaí SiC

Is scannáin thanaí iad bratuithe SiC a fhoirmítear ó β-SiC, a chuirtear i bhfeidhm ar dhromchlaí foshraitheanna trí phróisis éagsúla brataithe nó sil-leagan. Úsáidtear na bratuithe seo de ghnáth chun cruas, friotaíocht caitheamh, friotaíocht creimeadh, friotaíocht ocsaídiúcháin agus feidhmíocht ardteochta a fheabhsú. Tá feidhmchláir leathana ag bratuithe cairbíde sileacain ar fud foshraitheanna éagsúla cosúil le criadóireacht, miotail, gloine agus plaistigh, agus úsáidtear iad go forleathan i aeraspáis, i ndéantúsaíocht feithicleach, i leictreonaic agus i réimsí eile.

Fíor 2: Micreastruchtúr Trasghearrthach de Chumhdach SiC ar Dhromchla Graifít

(2)  Modhanna Ullmhúcháin

I measc na bpríomh-mhodhanna chun bratuithe SiC a ullmhú tá Taistil Ceimiceach Gaile (CVD), Taistil Fisiciúil Gal (PVD), teicnící spraeála, sil leictriceimiceach, agus shintéiriú brataithe sciodair.

Taistil Cheimiceach Gaile (CVD):

Tá CVD ar cheann de na modhanna is coitianta a úsáidtear chun bratuithe cairbíde sileacain a ullmhú. Le linn an phróisis CVD, tugtar isteach gáis réamhtheachtaithe ina bhfuil sileacain agus carbóin isteach i seomra imoibrithe, áit a dianscaoileann siad ag teochtaí arda chun sileacain agus adaimh charbóin a tháirgeadh. Asaithe na hadaimh seo ar dhromchla an tsubstráit agus imoibríonn siad chun an sciath chomhdhúile sileacain a fhoirmiú. Trí phríomhpharaiméadair phróisis a rialú, mar shampla ráta sreafa gáis, teocht an taiscthe, brú taisce, agus am, is féidir tiús, stoichiometry, méid gráin, struchtúr criostail, agus treoshuíomh an bhrataithe a shaincheapadh go beacht chun freastal ar riachtanais iarratais ar leith. Buntáiste eile a bhaineann leis an modh seo ná a oiriúnacht chun foshraitheanna móra agus casta-chruthach a chumhdach le cumas maith greamaitheachta agus líonadh. Mar sin féin, is minic a bhíonn na réamhtheachtaithe agus na seachtháirgí a úsáidtear sa phróiseas CVD inadhainte agus creimneach, rud a fhágann go bhfuil táirgeadh guaiseach. Ina theannta sin, tá an ráta úsáide amhábhar sách íseal, agus tá na costais ullmhúcháin ard.

Taistil Fhisiceach Gal (PVD):

Is éard atá i gceist le PVD modhanna fisiceacha a úsáid mar ghalú teirmeach nó sputtering maighnéadrón faoi fholús ard chun ábhair chomhdhúile sileacain ard-íonachta a ghalú agus iad a chomhdhlúthú ar dhromchla an tsubstráit, ag cruthú scannán tanaí. Ceadaíonn an modh seo rialú beacht ar thiús agus ar chomhdhéanamh an bhrataithe, ag táirgeadh bratuithe dlúthchaibinéid sileacain atá oiriúnach d’fheidhmchláir ardchruinneas amhail bratuithe uirlisí gearrtha, bratuithe ceirmeacha, bratuithe optúla, agus bratuithe bacainn teirmeacha. Mar sin féin, tá sé dúshlánach clúdach aonfhoirmeach a bhaint amach ar chomhpháirteanna casta, go háirithe i gcuas nó i limistéir scáthaithe. Ina theannta sin, is féidir nach leor an greamaitheacht idir an sciath agus an tsubstráit. Tá trealamh PVD costasach mar gheall ar an ngá atá le córais ardfholús daor agus trealamh rialaithe cruinneas. Ina theannta sin, tá an ráta taisce mall, rud a fhágann go bhfuil éifeachtacht táirgthe íseal, rud a fhágann nach bhfuil sé oiriúnach do tháirgeadh tionsclaíoch ar scála mór.

Teicníc spraeála:

Is éard atá i gceist leis seo ábhair leachtacha a spraeáil ar dhromchla an tsubstráit agus iad a leigheas ag teochtaí sonracha chun sciath a dhéanamh. Tá an modh simplí agus éifeachtach ó thaobh costais, ach is gnách go léiríonn na bratuithe a eascraíonn as greamaitheacht lag leis an tsubstráit, aonfhoirmeacht níos boichte, bratuithe níos tanaí, agus friotaíocht ocsaídiúcháin níos ísle, agus is minic a éilíonn modhanna forlíontacha chun feidhmíocht a fheabhsú.

Taiscí Leictriceimiceach:

Úsáideann an teicníc seo imoibrithe leictriceimiceacha chun cairbíd sileacain a thaisceadh ó thuaslagán ar dhromchla an tsubstráit. Trí acmhainneacht leictreoid agus comhdhéanamh an réitigh réamhtheachtaithe a rialú, is féidir fás sciath aonfhoirmeach a bhaint amach. Tá bratuithe cairbíde sileacain arna n-ullmhú faoin modh seo infheidhme i réimsí sonracha amhail braiteoirí ceimiceacha/bitheolaíocha, feistí fótavoltach, ábhair leictreoid do chadhnraí litiam-ian, agus bratuithe atá díonach ar chreimeadh.

Cumhdach sciodair agus shintéiriú:

Is éard atá i gceist leis an modh seo an t-ábhar brataithe a mheascadh le ceanglóirí chun sciodar a chruthú, a chuirtear i bhfeidhm go haonfhoirmeach ar dhromchla an tsubstráit. Tar éis a thriomú, déantar an píosa oibre brataithe a shintéiriú ag teochtaí arda in atmaisféar támh chun an sciath atá ag teastáil a fhoirmiú. Áirítear ar na buntáistí a bhaineann leis oibriú simplí agus éasca agus tiús sciath inrialaithe, ach is minic a bhíonn an neart nasctha idir an sciath agus an tsubstráit níos laige. Tá droch-fhriotaíocht turraing teirmeach ag na bratuithe freisin, aonfhoirmeacht níos ísle, agus próisis neamhréireach, rud a fhágann nach bhfuil siad oiriúnach le haghaidh táirgeadh mais.

Ar an iomlán, chun an modh ullmhaithe sciath chomhdhúile sileacain chuí a roghnú, ní mór breithniú cuimsitheach a dhéanamh ar na ceanglais feidhmíochta, ar shaintréithe an tsubstráit, agus ar na costais bunaithe ar chás an iarratais.

4. Smaointeoirí Graifíte Brataithe SiC

Tá susceptors graifíte SiC-brataithe ríthábhachtach iPróisis Miotail Orgánach Cheimiceach Taiscí Gaile (MOCVD)., teicníc a úsáidtear go forleathan chun scannáin tanaí agus bratuithe a ullmhú i réimsí leathsheoltóirí, optoelectronics, agus eolaíochtaí ábhair eile.

Fíor 3

5. Feidhmeanna Foshraitheanna Grafite Brataithe SiC i dTrealamh MOCVD

Tá foshraitheanna graifíte atá brataithe le SiC ríthábhachtach i bpróisis Taiscí Gal Cheimiceach Orgánach Miotail (MOCVD), teicníocht a úsáidtear go forleathan chun scannáin tanaí agus bratuithe a ullmhú i réimsí leathsheoltóirí, optoelectronics, agus eolaíochtaí ábhair eile.

Fíor 4:  An Trealamh Semicorex CVD

Iompróir Tacaíochta:I MOCVD, is féidir le hábhair leathsheoltóra ciseal de réir ciseal a fhás ar dhromchla an tsubstráit wafer, ag cruthú scannáin tanaí le hairíonna agus struchtúir shonracha.An t-iompróir graifíte SiC-brataithegníomhaíonn sé mar iompróir tacaíochta, ag soláthar ardán láidir cobhsaí do naepitaxyde scannáin tanaí leathsheoltóra. Coinníonn cobhsaíocht theirmeach den scoth agus táimhe ceimiceach an sciath SiC cobhsaíocht an tsubstráit i dtimpeallachtaí ardteochta, ag laghdú imoibrithe le gáis chreimneach, agus ag cinntiú airíonna agus struchtúir ard-íonachta agus comhsheasmhacha na scannán leathsheoltóra a fhástar. I measc na samplaí tá foshraitheanna graifíte atá brataithe le SiC d’fhás epitaxial GaN i dtrealamh MOCVD, foshraitheanna graifíte atá brataithe le SiC d’fhás epitaxial sileacain aonchriostail (foshraitheanna comhréidh, foshraitheanna cruinne, foshraitheanna tríthoiseach), agus foshraitheanna graifíte atá brataithe le SiC doFás epitaxial SiC.

Cobhsaíocht Theirmeach agus Friotaíocht Ocsaídiú:D’fhéadfadh imoibrithe ardteochta agus gáis ocsaídeacha a bheith i gceist leis an bpróiseas MOCVD. Soláthraíonn an sciath SiC cobhsaíocht theirmeach breise agus cosaint ocsaídiúcháin don tsubstráit graifíte, rud a choscann teip nó ocsaídiú i dtimpeallachtaí ardteochta. Tá sé seo ríthábhachtach chun comhsheasmhacht fás scannáin tanaí a rialú agus a chothabháil.

Rialú Comhéadan Ábhar agus Airíonna Dromchla:Is féidir leis an sciath SiC tionchar a imirt ar idirghníomhaíochtaí idir an scannán agus an tsubstráit, ag cur isteach ar mhodhanna fáis, meaitseáil laitíse, agus cáilíocht an chomhéadain. Trí airíonna an sciath SiC a choigeartú, is féidir fás ábhartha níos cruinne agus rialú comhéadan a bhaint amach, feabhas a chur ar fheidhmíochtscannáin epitaxial.

Éilliú eisíontais a Laghdú:Is féidir le íonacht ard bratuithe SiC éilliú eisíontais ó fhoshraitheanna graifíte a íoslaghdú, ag cinntiú go bhfuil anscannáin epitaxial fástabhfuil an íonacht is gá ard. Tá sé seo ríthábhachtach maidir le feidhmíocht agus iontaofacht feistí leathsheoltóra.

Fíor 5: An SemicorexGlacadóir Grafite Brataithe SiCmar Iompróir Wafer in Epitaxy

Go hachomair,Foshraitheanna graifíte SiC-brataithetacaíocht bonn níos fearr, cobhsaíocht theirmeach, agus rialú comhéadan a sholáthar i bpróisis MOCVD, chun fás agus ullmhúchán ardchaighdeáin a chur chun cinnscannáin epitaxial.

6. Conclúid agus Outlook

Faoi láthair, tá institiúidí taighde sa tSín tiomanta do phróisis táirgthe a fheabhsúsúdairí graifíte atá brataithe le cairbíd sileacain, feabhas a chur ar íonacht agus aonfhoirmeacht sciath, agus cáilíocht agus saolré bratuithe SiC a mhéadú agus costais táirgthe á laghdú. Ag an am céanna, tá siad ag iniúchadh bealaí chun próisis déantúsaíochta Chliste a bhaint amach le haghaidh foshraitheanna graifíte carbide-brataithe sileacain chun éifeachtúlacht táirgthe agus cáilíocht an táirge a fheabhsú. Tá an tionscal ag méadú infheistíochtaí i dtionsclaíochta nafoshraitheanna graifíte atá brataithe le cairbíd sileacain, scála táirgeachta agus cáilíocht an táirge a fheabhsú chun freastal ar éilimh an mhargaidh. Le déanaí, tá institiúidí taighde agus tionscail ag iniúchadh go gníomhach ar theicneolaíochtaí brataithe nua, mar shampla cur i bhfeidhmBratuithe TaC ar fhormhalartaithe graifíte, chun seoltacht theirmeach agus friotaíocht creimeadh a fheabhsú.**

Cuireann Semicorex comhpháirteanna ardchaighdeáin ar fáil d’ábhair atá brataithe le CVD SiC. Má tá aon fhiosrúcháin agat nó má tá sonraí breise uait, ná bíodh drogall ort dul i dteagmháil linn.

Fón teagmhála # +86-13567891907

Ríomhphost: sales@semicorex.com