Qu'est-ce que le graphite poreux de haute pureté ? - Vetek

Ces dernières années, les exigences de performance des appareils électroniques de puissance en termes de consommation d'énergie, de volume, d'efficacité, etc. sont devenues de plus en plus élevées. Le SiC a une bande interdite plus grande, une intensité de champ de claquage plus élevée, une conductivité thermique plus élevée, une mobilité électronique saturée plus élevée et une stabilité chimique plus élevée, ce qui compense les défauts des matériaux semi-conducteurs traditionnels. Comment faire croître des cristaux de SiC de manière efficace et à grande échelle a toujours été un problème difficile, et l'introduction de cristaux de haute puretégraphite poreuxces dernières années, a effectivement amélioré la qualité deCroissance monocristalline SiC.

Propriétés physiques typiques du graphite poreux VeTek Semiconductor :

Graphite poreux de haute pureté pour la croissance de monocristaux de SiC par méthode PVT

Ⅰ. Méthode PVT

La méthode PVT est le processus principal de croissance de monocristaux de SiC. Le processus de base de la croissance des cristaux de SiC est divisé en décomposition par sublimation des matières premières à haute température, transport de substances en phase gazeuse sous l'action d'un gradient de température et croissance par recristallisation de substances en phase gazeuse au niveau du germe cristallin. Sur cette base, l'intérieur du creuset est divisé en trois parties : la zone de matière première, la cavité de croissance et le germe cristallin. Dans le domaine des matières premières, la chaleur est transférée sous forme de rayonnement thermique et de conduction thermique. Après avoir été chauffées, les matières premières SiC sont principalement décomposées par les réactions suivantes :

EtC(s) = Si(g) + C(s)

2SiC(s) = Si(g) + SiC₂(g)

2SiC(s) = C(s) + Et₂C(g)

Dans la zone des matières premières, la température diminue depuis le voisinage de la paroi du creuset jusqu'à la surface de la matière première, c'est-à-dire la température du bord de la matière première > la température interne de la matière première > la température de surface de la matière première, ce qui entraîne des gradients de température axiaux et radiaux, le dont la taille aura un plus grand impact sur la croissance des cristaux. Sous l'action du gradient de température ci-dessus, la matière première commencera à graphiter près de la paroi du creuset, entraînant des changements dans le flux de matière et la porosité. Dans la chambre de croissance, les substances gazeuses générées dans la zone des matières premières sont transportées vers la position du germe cristallin entraînée par le gradient de température axial. Lorsque la surface du creuset en graphite n'est pas recouverte d'un revêtement spécial, les substances gazeuses réagissent avec la surface du creuset, corrodant le creuset en graphite tout en modifiant le rapport C/Si dans la chambre de croissance. La chaleur dans cette zone est principalement transférée sous forme de rayonnement thermique. À la position du germe cristallin, les substances gazeuses Si, Si2C, SiC2, etc. dans la chambre de croissance sont dans un état sursaturé en raison de la basse température au niveau du germe cristallin, et un dépôt et une croissance se produisent à la surface du germe cristallin. Les principales réactions sont les suivantes :

Et₂C(g) + SiC₂(g) = 3SiC(s)

Et(g) + SiC₂(g) = 2SiC(s)

Scénarios d'application degraphite poreux de haute pureté dans la croissance de SiC monocristallinfours sous vide ou sous gaz inerte jusqu'à 2650°C :

Selon des recherches documentaires, le graphite poreux de haute pureté est très utile dans la croissance du monocristal de SiC. Nous avons comparé l'environnement de croissance du monocristal de SiC avec et sansgraphite poreux de haute pureté.

Variation de température le long de l'axe médian du creuset pour deux structures avec et sans graphite poreux

Dans le domaine des matières premières, les différences de température supérieure et inférieure des deux structures sont respectivement de 64,0 et 48,0 ℃. La différence de température supérieure et inférieure du graphite poreux de haute pureté est relativement faible et la température axiale est plus uniforme. En résumé, le graphite poreux de haute pureté joue d'abord un rôle d'isolation thermique, ce qui augmente la température globale des matières premières et réduit la température dans la chambre de croissance, ce qui favorise la sublimation et la décomposition complètes des matières premières. Dans le même temps, les différences de température axiales et radiales dans la zone des matières premières sont réduites et l'uniformité de la répartition interne de la température est améliorée. Il aide les cristaux SiC à croître rapidement et uniformément.

En plus de l'effet de la température, le graphite poreux de haute pureté modifiera également le débit de gaz dans le four monocristallin SiC. Cela se reflète principalement dans le fait que le graphite poreux de haute pureté ralentira le débit de matière en bordure, stabilisant ainsi le débit de gaz lors de la croissance des monocristaux de SiC.

Ⅱ. Le rôle du graphite poreux de haute pureté dans le four de croissance monocristallin SIC

Dans le four de croissance monocristallin SIC avec graphite poreux de haute pureté, le transport des matériaux est limité par le graphite poreux de haute pureté, l'interface est très uniforme et il n'y a pas de déformation des bords à l'interface de croissance. Cependant, la croissance des cristaux de SiC dans le four de croissance monocristallin SIC avec du graphite poreux de haute pureté est relativement lente. Par conséquent, pour l'interface cristalline, l'introduction de graphite poreux de haute pureté supprime efficacement le débit de matière élevé provoqué par la graphitisation des bords, permettant ainsi une croissance uniforme du cristal SiC.

L'interface change au fil du temps pendant la croissance du monocristal SiC avec et sans graphite poreux de haute pureté

Par conséquent, le graphite poreux de haute pureté constitue un moyen efficace pour améliorer l’environnement de croissance des cristaux de SiC et optimiser la qualité des cristaux.

La plaque de graphite poreux est une forme d'utilisation typique du graphite poreux

Diagramme schématique de la préparation de monocristaux de SiC utilisant une plaque de graphite poreuse et la méthode PVT deMCVEtCbrut matérielde VeTek Semiconducteur

L'avantage de VeTek Semiconductor réside dans sa solide équipe technique et son excellente équipe de service. Selon vos besoins, nous pouvons adapterhhaute puretégraphite poreuxedes produits pour vous aider à faire de grands progrès et à obtenir des avantages dans l'industrie de la croissance des monocristaux SiC.