CVD Ard-íonachta SiC Tiubh: Léargais Próisis le haghaidh Fás Ábhar

1. GnáthCVD SiCPróiseas Taiscí

Tá sraith céimeanna rialaithe go cúramach i gceist leis an bpróiseas caighdeánach CVD chun bratuithe SiC a thaisceadh:

Téamh:Téitear an foirnéis CVD go teocht idir 100-160 °C.

Foshraith á Luchtú:Cuirtear foshraith graifíte (mandrel) ar ardán rothlach laistigh den seomra taisce.

Fholúis agus Glanadh:Déantar an seomra a aslonnú agus a ghlanadh le gás argón (Ar) i timthriallta iolracha.

Téamh agus Rialú Brú:Déantar an seomra a théamh go dtí an teocht sil-leagan faoi fholús leanúnach. Tar éis an teocht atá ag teastáil a bhaint amach, coinnítear am sealbhaíochta sula gcuirtear gás Ar isteach chun brú 40-60 kPa a bhaint amach. Aslonnaítear an seomra ansin arís.

Réamhrá Gáis Réamhtheachtaithe:Tugtar meascán de hidrigin (H2), argón (Ar), agus gás hidreacarbóin (alcán) isteach i seomra réamhthéite, mar aon le réamhtheachtaí clóisileain (teitreaclóiríd sileacain go hiondúil, SiCl4). Cuirtear an meascán gáis mar thoradh air sin isteach sa seomra imoibrithe.

Teistíocht agus Fuarú:Nuair a bheidh an sil-leagan críochnaithe, stoptar an sreabhadh H2, clórosilan agus alcán. Coinnítear sreabhadh argóin chun an seomra a ghlanadh agus é ag fuarú. Ar deireadh, tugtar brú an atmaisféir ar an seomra, osclaítear é, agus baintear an tsubstráit graifíte SiC-brataithe.

2. Iarratais TiubhCVD SiCSraitheanna

Aimsíonn sraitheanna SiC ard-dlúis níos mó ná 1mm tiús feidhmchláir ríthábhachtacha i:

Déantúsaíocht Leathsheoltóra:Mar fháinní fócais (FR) i gcórais eitse tirim le haghaidh monarú ciorcad iomlánaithe.

Optaic agus Aeraspáis:Úsáidtear sraitheanna SiC ard-trédhearcachta i scátháin optúla agus fuinneoga spásárthaí.

Éilíonn na hiarratais seo ábhair ardfheidhmíochta, rud a fhágann gur táirge ardluacha é SiC tiubh a bhfuil acmhainneacht eacnamaíoch suntasach aige.

3. Sprioc-Thréithe do Ghrád LeathsheoltóraCVD SiC

CVD SiCle haghaidh feidhmchláir leathsheoltóra, go háirithe le haghaidh fáinní fócais, tá dian-airíonna ábhartha ag teastáil:

Ard-íonacht:SiC polycrystalline le leibhéal íonachta de 99.9999% (6N).

Ard-Dlús:Tá micreastruchtúr dlúth, saor ó phiocháin riachtanach.

Seoltacht Ard Teirmeach:Tá luachanna teoiriciúla ag druidim le 490 W/m·K, le luachanna praiticiúla idir 200-400 W/m·K.

Friotaíocht Leictreach Rialaithe:Tá luachanna idir 0.01-500 Ω.cm inmhianaithe.

Friotaíocht Plasma agus táimhe Cheimiceach:Tá sé ríthábhachtach chun timpeallachtaí ionsaitheacha eitseála a sheasamh.

Cruas Ard:Éilíonn cruas dúchasach SiC (~ 3000 kg / mm2) teicnící meaisínithe speisialaithe.

Struchtúr Ciúbach Polacriostalach:Is é 3C-SiC (β-SiC) atá dírithe go fabhrach agus a bhfuil treoshuíomh criostalach ceannasach (111) inmhianaithe.

4. Próiseas CVD le haghaidh Scannáin Tiubh 3C-SiC

Is é CVD an modh is fearr chun scannáin tiubh 3C-SiC a thaisceadh le haghaidh fáinní fócais, ag baint úsáide as na paraiméadair seo a leanas:

Roghnú Réamhtheachtaithe:Úsáidtear Methyltrichlorosilane (MTS) go coitianta, ag tairiscint cóimheas molar 1:1 Si/C do thaisceadh stuichiometric. Mar sin féin, déanann roinnt déantúsóirí an cóimheas Si:C (1:1.1 go 1:1.4) a bharrfheabhsú chun friotaíocht plasma a fheabhsú, rud a d’fhéadfadh tionchar a bheith aige ar dháileadh mhéid an ghráin agus ar an treoshuíomh is fearr.

Gás Iompróir:Imoibríonn hidrigin (H2) le speicis ina bhfuil clóirín, agus feidhmíonn argón (Ar) mar ghás iompróra do MTS agus caolaíonn sé an meascán gáis chun an ráta sil-leagan a rialú.

5. Córas CVD d'Iarratais Fáinne Fócais

Cuirtear i láthair léiriú scéimreach de ghnáthchóras CVD chun 3C-SiC a thaisceadh le haghaidh fáinní fócais. Mar sin féin, is minic a bhíonn córais táirgthe mhionsonraithe saincheaptha agus dílsithe.

6. Conclúid

Is próiseas casta é táirgeadh sraitheanna SiC tiubh ardíonachta trí CVD a éilíonn rialú beacht ar pharaiméadair iomadúla. De réir mar a leanann an t-éileamh ar na hábhair ardfheidhmíochta seo ag ardú, díríonn iarrachtaí taighde agus forbartha leanúnacha ar theicnící CVD a bharrfheabhsú chun freastal ar riachtanais dhian déantús leathsheoltóra den chéad ghlúin eile agus iarratais éilitheacha eile.**