Пористый графит: основа роста кристаллов карбида кремния

Автор: Люси (продажа) @ Semicera Semiconductor Technology Co., Ltd.

Как представитель полупроводников третьего поколения, SiC демонстрирует значительные преимущества при высоких температурах, высоких давлениях и высоких частотах, что делает его идеальным материалом для радиочастотных устройств и силовых устройств нового поколения.

Однако рост кристаллов SiC сталкивается с такими проблемами, как высокая сложность, длительные циклы исследований и разработок и повышенные затраты, что создает серьезные проблемы в снижении затрат, увеличении объема производства и улучшении качества. Пористый графит оказывается оптимальным решением этой проблемы.

Что такое пористый графит? [Рисунок 1]

Пористый графит представляет собой углеродный материал высокой чистоты, характеризующийся неповрежденной кристаллической структурой графита и обильными взаимосвязанными порами микронного масштаба. Он сочетает в себе высокотемпературную стабильность графита с проницаемостью и массообменными свойствами пористых структур.

Этот пористый Архитектура не только значительно увеличивает удельную площадь поверхности, но и формирует стабильные газофазные каналы при повышенных температурах, что позволяет более точно контролировать температурное поле и распределение воздушного потока во время роста SiC.

Криста л рамки: sp² гибридизированный шестиугольный

Слоистая структура: Ван дер Ваальс

Силы : модуляция температурного поля, оптимизация стабильности массообмена и контроль дефектов

Пористый графит Semicera:

Высокая пористость: до 65%

Стабильность партии: Отличная согласованность между производственными партиями

Превосходная обработка: Допуски процесса позволяют создавать ультратонкие цилиндрические стенки толщиной ≤1 мм.

Влияние пористого графита на рост карбида кремния?

Выбор пористого графита в первую очередь основан на его совместимости с характеристиками роста SiC и его решающей роли в этом процессе. 

1. H гомогенный газофазный транспорт

Рост SiC основан на восхождении атомов/молекул газовой фазы, таких как Si, SiC₂ и C₂, из зоны сырья к затравочному кристаллу. Пористый графит может предотвратить дефицит центрального материала и разрастание краев, стабилизировать границу раздела роста кристаллов и обеспечить одинаковый диаметр кристаллов без впадин и короблений. 

2. Улучшение однородности температурного поля.

Пористая структура демонстрирует более низкую и более равномерную эквивалентную теплопроводность, что может: смягчить локализованные высокотемпературные зоны, сгладить температурные градиенты и снизить тепловые напряжения внутри кристаллов. Это также снижает вероятность дислокации, скольжения и растрескивания, тем самым повышая целостность кристаллической структуры.

3. Регулировка соотношения C/Si в газовой фазе.

При высоких температурах пористый графит постепенно выделяет углерод, увеличивая концентрацию углерода в газовой фазе. Если соотношение C/Si низкое, это склонно к образованию кристаллов примесей, таких как 6H и 15R. Если соотношение C/Si умеренное, можно достичь стабильного роста 4H-SiC (единственной кристаллической формы, используемой в силовых устройствах). 

4. Запретить ненужную рекристаллизацию в верхней части тигля.

Пористый графит блокирует и распределяет поток воздуха, направляя больше пара на рост кристаллов, а не вызывая чрезмерную кристаллизацию пара на крышке, как это происходит с непористым графитом, что приводит к образованию отходов наверху.

5. Фильтрация пыли и твердых частиц

Сублимация вещества приводит к образованию углеродных частиц и пыли. Взаимосвязанные поры пористого графита физически перехватывают твердые частицы, предотвращая их попадание в кристаллические структуры и предотвращая образование включений, черных пятен и дефектов микротрубок.

Таким образом, пористый графит - это не однофункциональный материал, а скорее ключевой конструкционный материал, который обеспечивает стабильность роста методом PVT за счет синергетического улучшения качества кристаллов SiC за счет четырех механизмов: равномерного распределения потока газа, оптимизированного температурного поля, контролируемого соотношения C/Si и снижения примесей.

Международный и внутренний рынки

На международном рынке доминируют немецкая SGL, японская Toyo Carbon и Donghai Carbon, а также другие. Их продукция отличается высокой стабильностью и техническими барьерами, но имеет высокие цены и увеличенные сроки поставки.

Внутренний рынок переживает быстрый рост наряду с быстрым расширением мощностей по производству SiC-подложек, предлагая заметные преимущества в экономической эффективности, сроках поставки и оперативности обслуживания. В настоящее время отрасль находится в фазе ускоренного внутреннего замещения и постепенного прорыва в сегментах высокого класса.

Почему стоит выбрать пористый графит Semicera?

Благодаря многолетнему опыту в этой области и постоянному технологическому совершенствованию, Semicera предлагает широкий ассортимент пористых графитовых материалов и компонентов. Компания также предоставляет индивидуальные услуги для удовлетворения разнообразных потребностей, обеспечивая короткие сроки поставки и конкурентоспособные цены. Если вам требуются закупки, обработка или индивидуальные решения, Semicera обеспечит наилучшие результаты!