Nā Manaʻo Koʻikoʻi no ka Hoʻomākaukau Kiʻekiʻe Silicon Carbide Hoʻokahi Crystal

ʻO nā ʻano kumu nui no ka hoʻomākaukau ʻana i ke aniani silika hoʻokahi: Physical Vapor Transport (PVT), Top-Seeded Solution Growth (TSSG), a me High-Temperature Chemical Vapor Deposition (HT-CVD). Ma waena o kēia mau mea, ua hoʻohana nui ʻia ke ʻano PVT i ka hana ʻoihana ma muli o kāna mau mea hana maʻalahi, maʻalahi o ka mālama ʻana, a me nā haʻahaʻa haʻahaʻa a me nā kumukūʻai hana.

Nā Manaʻo ʻenehana koʻikoʻi no ka ulu ʻana o PVT o nā Crystal Carbide Crystal

Ke ulu nei i nā kristal carbide silicon me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano Physical Vapor Transport (PVT), pono e noʻonoʻo ʻia nā ʻano ʻenehana:

1. Maʻemaʻe o ka Graphite Materials in the Growth Chamber: ʻO ka maʻiʻo haumia i loko o nā ʻāpana graphite pono ma lalo o 5 × 10⁻⁶, ʻoiai ʻo ka ʻike haumia i ka insulation i manaʻo ʻia ma lalo o 10 × 10⁻⁶. Pono e mālama ʻia nā mea e like me B a me Al ma lalo o 0.1×10⁻⁶.
2. Ke Koho Polarity Crystal Hua Pono: Hōʻike nā haʻawina empirical e kūpono ka maka C (0001) no ka ulu ʻana i nā kristal 4H-SiC, ʻoiai hoʻohana ʻia ka maka Si (0001) no ka ulu ʻana i nā kristal 6H-SiC.
3. Ka hoʻohana ʻana i nā Crystal Seed Off-Axis: Hiki ke hoʻololi i ka ʻano like ʻole o ka ulu aniani, e hōʻemi ana i nā hemahema o ka aniani.
4. Ke Kaʻina Hoʻopaʻa Kiʻekiʻe ʻO ka Huaʻano Crystal.
5. Mālama ʻana i ke kūpaʻa o ka ʻaoʻao ululāʻau kristal i ka wā o ka ulu ʻana.

ʻO nā ʻenehana koʻikoʻi no ka ulu ʻana o ka kristal silika karbida

1. ʻO ka ʻenehana Doping no ka pauka Silicon Carbide
   Hiki ke hoʻopaʻa i ka ulu ʻana o nā kristal 4H-SiC me ka nui kūpono o Ce. Hōʻike nā hopena kūpono e hiki i ka Ce doping ke:

• E hoʻonui i ka ulu o nā kristal carbide silika.
• E hoʻomalu i ka hoʻonohonoho ʻana o ka ulu ʻana o ke aniani, e hoʻomaʻamaʻa a maʻamau.
• Hoʻopau i ka hoʻokumu ʻana i ka haumia, hoʻemi i nā hemahema a hoʻomaʻamaʻa i ka hana ʻana o nā kristal hoʻokahi a me nā kristal kiʻekiʻe.
• Kāohi i ka ʻino ma hope o ke aniani a hoʻomaikaʻi i ka hua kristal hoʻokahi.

• Axial and Radial Temperature Gradient Control Technology
  Hoʻopili nui ka gradient mahana axial i ke ʻano ulu a me ka pono. Hiki ke alakaʻi i ka hoʻokumu ʻana o ka polycrystalline a hoʻemi i ka nui o ka ulu ʻana o ka ʻemi wela liʻiliʻi. ʻO nā gradients axial kūpono a me ka radial wela e hoʻomaʻamaʻa i ka ulu ʻana o ka kristal SiC me ka mālama ʻana i ka maikaʻi kristal paʻa.
• ʻO ka ʻenehana hoʻokele Basal Plane Dislocation (BPD).
  Piʻi nui nā hemahema BPD ke ʻoi aku ke koʻikoʻi ʻāʻā i loko o ke aniani ma mua o ke koʻikoʻi koʻikoʻi ʻāʻī o SiC, e hoʻāla ana i nā ʻōnaehana slip. No ka mea pili pono nā BPD i ke kuhikuhi ulu ʻana o ke aniani, hana mua lākou i ka wā e ulu ana a me ka hoʻoilo.
• ʻO ka ʻenehana hoʻoponopono hoʻoponopono ʻana i ka ʻenehana hoʻonohonoho ʻana i ka vapor Phase
  ʻO ka hoʻonui ʻana i ka ratio carbon-to-silicon i loko o ka ulu ulu ʻana he ana kūpono e hoʻopaʻa i ka ulu ʻana o ka kristal hoʻokahi. ʻO ka lakio kalapona-a-silikona kiʻekiʻe e hōʻemi ana i ka puʻupuʻu ʻanuʻu nui, mālama i ka ʻike o ka ulu ʻana o ka ʻili aniani o nā hua, a hoʻopaʻa i ka hoʻokumu ʻana o polytype.
• ʻenehana hoʻomalu haʻahaʻa haʻahaʻa
  ʻO ke koʻikoʻi i ka ulu ʻana o ke aniani hiki ke hoʻopiʻi i nā mokulele aniani, e alakaʻi ana i ka maikaʻi ʻole o ke aniani a i ʻole ka haki ʻana. Hoʻonui ke koʻikoʻi kiʻekiʻe i nā dislocations basal plane, hiki ke hoʻopilikia i ka maikaʻi o ka papa epitaxial a me ka hana o ka mea hana.

6-īniha SiC wafer kiʻi scanning

Nā ala e hōʻemi ai i ke kaumaha ma nā kristal:

• Hoʻoponopono i ka hāʻawi ʻana i ka māla wela a me nā ʻāpana kaʻina e hiki ai i ka ulu ʻana kokoke i ke kaulike o nā kristal hoʻokahi SiC.
• E hoʻonui i ka ʻōnaehana crucible e ʻae i ka ulu ʻana o ke aniani manuahi me nā palena liʻiliʻi.
• Hoʻololi i nā ʻenehana hoʻopaʻa ʻana i nā hua aniani e hōʻemi i ka like ʻole o ka hoʻonui ʻana i ka wela ma waena o ke aniani hua a me ka mea paʻa graphite. ʻO kahi ala maʻamau ka waiho ʻana i kahi āpau 2 mm ma waena o ke aniani hua a me ka mea paʻa graphite.
• E hoʻomaikaʻi i nā kaʻina hana annealing ma o ka hoʻokō ʻana i ka annealing in-situ furnace, hoʻoponopono i ka mahana annealing a me ka lōʻihi e hoʻokuʻu piha ai i ke kaumaha o loko.

Nā ʻano o ka wā e hiki mai ana i loko o ka ʻenehana ulu ʻana o ka ʻenehana Silicon Carbide Crystal

Ke nānā nei i mua, e hoʻomohala ʻia ka ʻenehana hoʻomākaukau kristal hoʻokahi SiC kiʻekiʻe ma nā ʻōlelo aʻe:

1. Ulu-nui
   Ua ulu ka anawaena o ka silicon carbide single crystals mai kekahi mau millimeters a hiki i 6-inihi, 8-inihi, a oi aku ka nui 12-inihi. ʻO nā kristal SiC nui-diameter e hoʻomaikaʻi i ka hana hana, hoʻemi i nā kumukūʻai, a hoʻokō i nā koi o nā mea mana kiʻekiʻe.
2. Hoʻonui Kiʻekiʻe
   Pono nā kristal hoʻokahi SiC kiʻekiʻe no nā mea hana kiʻekiʻe. ʻOiai ua loaʻa ka holomua koʻikoʻi, mau nā hemahema e like me nā micropipes, dislocations, a me nā haumia, e pili ana i ka hana a me ka hilinaʻi.
3. Hoemi Kumukuai
   ʻO ke kumukūʻai kiʻekiʻe o ka hoʻomākaukau kristal SiC e kaupalena i kāna noi ma kekahi mau kula. ʻO ka hoʻonui ʻana i nā kaʻina hana ulu, ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono hana, a me ka hōʻemi ʻana i nā kumukūʻai maka hiki ke kōkua i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i nā lilo hana.
4. Ulu Naʻauao
   Me ka holomua o AI a me ka ʻikepili nui, e hoʻonui nui ka ʻenehana ulu kristal SiC i nā hoʻonā naʻauao. ʻO ka nānā ʻana a me ka hoʻokele manawa maoli me ka hoʻohana ʻana i nā sensor a me nā ʻōnaehana automated e hoʻomaikaʻi i ka paʻa o ka hana a me ka mana. Hoʻohui, hiki i ka ʻikepili nui ke hoʻonui i nā ʻāpana ulu, hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ka kristal a me ka hana pono.

ʻO ka ʻenehana hoʻomākaukau kristal hoʻokahi kiʻekiʻe kiʻekiʻe ka mea nui i ka noiʻi semiconductor material. Ke holomua nei ka ʻenehana, e hoʻomau ka hoʻomohala ʻana o nā ʻenehana ulu kristal SiC, e hāʻawi ana i kahi kumu paʻa no nā noi ma nā kahua wela kiʻekiʻe, kiʻekiʻe-frequency, a me ka mana kiʻekiʻe.