高純度の多孔質グラファイトとは何ですか？

近年、エネルギー消費、量、効率などの点でのパワー電子デバイスのパフォーマンス要件がますます高くなっています。 SICには、より大きなバンドギャップ、より高い分解面強度、熱伝導率が高く、飽和電子移動度が高く、化学物質の安定性が高く、従来の半導体材料の欠点があります。 SICの結晶を効率的に成長させる方法は、常に困難な問題であり、高純度の導入でした多孔質グラファイト近年、品質を効果的に改善していますSIC単結晶の成長.

Vetek半導体多孔質グラファイトの典型的な物理的特性：

PVTメソッドによるSIC単結晶成長のための高純度多孔質グラファイト

ⅰ。 PVTメソッド

PVTメソッドは、SIC単結晶を栽培するための主要なプロセスです。 SIC結晶成長の基本プロセスは、高温での原材料の昇華分解、温度勾配の作用下での気相物質の輸送、および種子結晶での気相物質の再結晶成長に分けられます。これに基づいて、るつぼの内側は、原材料領域、成長空洞、種子結晶の3つの部分に分かれています。原料領域では、熱は熱放射と熱伝導の形で移動します。加熱された後、SIC原材料は主に次の反応によって分解されます。

sic（s）= si（g） + c（s）

2SIC（s）= si（g） + sic₂（g）

2SIC（s）= c（s） + si₂c（g）

原材料領域では、温度はるつぼ壁の近くから原材料表面まで低下します。つまり、原材料の縁の温度>原材料の内部温度>原材料表面温度を引き起こし、軸方向および放射状温度勾配をもたらし、そのサイズは結晶の成長に大きな影響を与えます。上記の温度勾配の作用の下で、原材料はるつぼ壁の近くでグラフィット化を開始し、その結果、材料の流れと気孔率が変化します。成長チャンバーでは、原料領域で生成された気体物質は、軸温度勾配によって駆動される種子結晶位置に輸送されます。グラファイトのるつぼの表面が特別なコーティングで覆われていない場合、気体物質はるつぼ表面と反応し、成長チャンバーのC/SI比を変更しながらグラファイトのるつぼを腐食させます。この領域の熱は、主に熱放射の形で伝達されます。種子結晶の位置では、ガス質物質Si、Si2c、SIC2などが成長チャンバーが種子結晶の低温により過飽和状態にあり、種子結晶表面に堆積と成長が発生します。主な反応は次のとおりです。

そして₂c（g） + sic₂（g）= 3sic（s）

そして（g） + sic₂（g）= 2sic（s）

のアプリケーションシナリオ単結晶SICの成長における高純度多孔質グラファイト真空または不活性ガス環境の炉2650°Cまで：

文献研究によると、高純度の多孔質グラファイトは、SIC単結晶の成長に非常に役立ちます。 SIC単結晶の成長環境を有無にかかわらず比較しました高純度の多孔質グラファイト.

多孔質グラファイトの有無にかかわらず、2つの構造のるつぼの中心線に沿った温度変動

原材料領域では、2つの構造の上部と下部の温度差はそれぞれ64.0および48.0°です。高純度の多孔質グラファイトの上部と下部の温度差は比較的小さく、軸方向の温度はより均一です。要約すると、高純度の多孔質グラファイトは最初に熱断熱の役割を果たします。これは、原材料の全体温度を上昇させ、成長チャンバーの温度を低下させます。これは、原材料の完全な昇華と分解を助長します。同時に、原材料領域の軸方向とradial骨の温度差が減少し、内部温度分布の均一性が強化されます。 SICクリスタルが迅速かつ均等に成長するのに役立ちます。

温度効果に加えて、高純度の多孔質グラファイトは、SIC単結晶炉のガス流量も変化させます。これは主に、高純度の多孔質グラファイトが端での材料の流量を遅くし、それによってSIC単結晶の成長中のガス流量を安定化するという事実に反映されています。

ⅱ。 SIC単結晶成長炉における高純度多孔質グラファイトの役割

高純度の多孔質グラファイトを備えたSIC単結晶成長炉では、材料の輸送が高純度の多孔質グラファイトによって制限されており、界面は非常に均一であり、成長界面にはエッジワインがありません。ただし、高純度の多孔質グラファイトを備えたSIC単結晶成長炉におけるSIC結晶の成長は比較的遅いです。したがって、結晶界面の場合、高純度の多孔質グラファイトの導入は、エッジグラフィット化によって引き起こされる高い材料の流量を効果的に抑制し、それによりSICクリスタルを均一に成長させます。

高純度の多孔質グラファイトの有無にかかわらず、SIC単結晶の成長中にインターフェイスが時間とともに変化します

したがって、高純度の多孔質グラファイトは、SIC結晶の成長環境を改善し、結晶の品質を最適化する効果的な手段です。

多孔質グラファイトプレートは、多孔質グラファイトの典型的な使用形です

多孔質グラファイトプレートとのPVTメソッドを使用したSIC単結晶準備の概略図CVDsic生 材料半導体の理解から

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