ໂຄງສ້າງ ແລະເທັກໂນໂລຍີການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊິລິຄອນຄາໄບ (Ⅱ)

ສີ່, ວິທີການໂອນ vapor ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ

ໄດ້ການຂົນສົ່ງອາຍພິດທາງກາຍະພາບ (PVT)ວິທີການມີຕົ້ນກຳເນີດມາຈາກເທກໂນໂລຍີການຍ່ອຍສະຫຼາຍໄລຍະອາຍພິດທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍ Lely ໃນປີ 1955. ຜົງ SiC ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ໃນທໍ່ກຣາຟຟີ້ ແລະນຳໄປໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນອຸນຫະພູມສູງເພື່ອຍ່ອຍສະຫຼາຍ ແລະຍ່ອຍສະຫຼາຍຜົງ SiC, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນທໍ່ກຣາຟຟີ້ຈະເຢັນລົງ. ຫຼັງ​ຈາກ​ການ​ເສື່ອມ​ສະ​ພາບ​ຂອງ​ຝຸ່ນ SiC​, ອົງ​ປະ​ກອບ​ໄລ​ຍະ vapor ໄດ້​ຖືກ​ຝາກ​ແລະ crystallized ເຂົ້າ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ SiC ປະ​ມານ​ທໍ່ graphite ໄດ້​. ເຖິງແມ່ນວ່າວິທີການນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະໄດ້ຮັບຂະຫນາດໃຫຍ່ SiC ໄປເຊຍກັນ, ແລະຂະບວນການເງິນຝາກຢູ່ໃນທໍ່ graphite ແມ່ນຍາກທີ່ຈະຄວບຄຸມ, ມັນສະຫນອງແນວຄວາມຄິດສໍາລັບນັກຄົ້ນຄວ້າຕໍ່ໄປ.
Ym Terairov et al. ໃນລັດເຊຍໄດ້ນໍາສະເຫນີແນວຄວາມຄິດຂອງໄປເຊຍກັນແກ່ນບົນພື້ນຖານນີ້ແລະແກ້ໄຂບັນຫາຂອງຮູບຮ່າງໄປເຊຍກັນທີ່ບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ແລະຕໍາແຫນ່ງ nucleation ຂອງໄປເຊຍກັນ SiC. ນັກຄົ້ນຄວ້າຕໍ່ມາໄດ້ສືບຕໍ່ປັບປຸງແລະໃນທີ່ສຸດກໍ່ໄດ້ພັດທະນາວິທີການຂົນສົ່ງໄລຍະອາຍແກັສທາງດ້ານຮ່າງກາຍ (PVT) ໃນການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາໃນມື້ນີ້.

ໃນຖານະເປັນວິທີການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ທໍາອິດ, ວິທີການໂອນ vapor ທາງດ້ານຮ່າງກາຍແມ່ນວິທີການການຂະຫຍາຍຕົວຕົ້ນຕໍທີ່ສຸດສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການອື່ນໆ, ວິທີການມີຄວາມຕ້ອງການຕ່ໍາສໍາລັບອຸປະກອນການຂະຫຍາຍຕົວ, ຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວງ່າຍດາຍ, ການຄວບຄຸມທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ການພັດທະນາຢ່າງລະອຽດ, ແລະການຄົ້ນຄວ້າ, ແລະໄດ້ຮັບຮູ້ການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາ. ໂຄງສ້າງຂອງໄປເຊຍກັນທີ່ປູກໂດຍວິທີການ PVT ໃນປະຈຸບັນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.

ພາກສະຫນາມອຸນຫະພູມຕາມແກນແລະ radial ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໂດຍການຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂ insulation ຄວາມຮ້ອນພາຍນອກຂອງ graphite crucible. ຜົງ SiC ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງ graphite crucible ທີ່ມີອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແລະໄປເຊຍກັນເມັດ SiC ໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມຢູ່ເທິງສຸດຂອງ graphite crucible ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຜົງແລະເມັດໄດ້ຖືກຄວບຄຸມໂດຍທົ່ວໄປເປັນສິບມິນລິແມັດເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຕິດຕໍ່ລະຫວ່າງແກ້ວດຽວທີ່ເຕີບໃຫຍ່ແລະຜົງ. ອຸນຫະພູມ gradient ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບ 15-35 ℃ / ຊຕມ. ອາຍແກັສ inert ຂອງ 50-5000 Pa ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ໃນ furnace ເພື່ອເພີ່ມການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຫຼັງຈາກຝຸ່ນ SiC ຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຖິງ 2000-2500 ℃ໂດຍການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ induction, ຜົງ SiC ຈະ sublimate ແລະ decompose ເຂົ້າໄປໃນ Si, Si2C, SiC2 ແລະອົງປະກອບ vapor ອື່ນໆ, ແລະຖືກຂົນສົ່ງໄປໃນຕອນທ້າຍຂອງແກ່ນດ້ວຍ convection ອາຍແກັສ, ແລະ. ໄປເຊຍກັນ SiC ແມ່ນໄປເຊຍກັນຢູ່ເທິງແກ່ນຂອງເມັດເພື່ອບັນລຸການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກດຽວ. ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວປົກກະຕິຂອງມັນແມ່ນ 0.1-2mm / h.

ຂະບວນການ PVT ສຸມໃສ່ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມການຂະຫຍາຍຕົວ, gradient ອຸນຫະພູມ, ພື້ນຜິວການຂະຫຍາຍຕົວ, ໄລຍະຫ່າງຂອງພື້ນຜິວວັດສະດຸ, ແລະຄວາມກົດດັນການຂະຫຍາຍຕົວ, ປະໂຫຍດຂອງມັນແມ່ນຂະບວນການຂອງມັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງແກ່, ວັດຖຸດິບແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະຜະລິດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ແຕ່ຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວ. ຂອງວິທີການ PVT ແມ່ນຍາກທີ່ຈະສັງເກດເຫັນ, ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນຂອງ 0.2-0.4mm / h, ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນທີ່ມີຄວາມຫນາຂະຫນາດໃຫຍ່ (> 50mm). ຫຼັງຈາກຫຼາຍທົດສະວັດຂອງຄວາມພະຍາຍາມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ຕະຫຼາດໃນປະຈຸບັນສໍາລັບ wafers substrate SiC ຂະຫຍາຍຕົວໂດຍວິທີການ PVT ແມ່ນມີຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍ, ແລະຜົນຜະລິດປະຈໍາປີຂອງ wafers substrate SiC ສາມາດບັນລຸຫຼາຍຮ້ອຍພັນຂອງ wafers, ແລະຂະຫນາດຂອງມັນແມ່ນຄ່ອຍໆມີການປ່ຽນແປງຈາກ 4 ນິ້ວເປັນ 6. ນິ້ວ, ແລະໄດ້ພັດທະນາ 8 ນິ້ວຂອງຕົວຢ່າງ SiC substrate.

 

ອັນ​ທີ​ຫ້າ, ວິ​ທີ​ການ​ປ່ອຍ​ອາຍ​ພິດ​ທາງ​ເຄ​ມີ​ທີ່​ມີ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ສູງ

 

ການຕົກຄ້າງຂອງອາຍເຄມີທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (HTCVD) ແມ່ນວິທີການປັບປຸງໂດຍອີງໃສ່ການຊຶມເຊື້ອຂອງອາຍເຄມີ (CVD). ວິທີການດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກສະເຫນີຄັ້ງທໍາອິດໃນປີ 1995 ໂດຍ Kordina et al., Linkoping University, Sweden.
ແຜນວາດໂຄງສ້າງການຂະຫຍາຍຕົວແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ:

ພາກສະຫນາມອຸນຫະພູມຕາມແກນແລະ radial ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໂດຍການຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂ insulation ຄວາມຮ້ອນພາຍນອກຂອງ graphite crucible. ຜົງ SiC ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງ graphite crucible ທີ່ມີອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແລະໄປເຊຍກັນເມັດ SiC ໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມຢູ່ເທິງສຸດຂອງ graphite crucible ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຜົງແລະເມັດໄດ້ຖືກຄວບຄຸມໂດຍທົ່ວໄປເປັນສິບມິນລິແມັດເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຕິດຕໍ່ລະຫວ່າງແກ້ວດຽວທີ່ເຕີບໃຫຍ່ແລະຜົງ. ອຸນຫະພູມ gradient ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບ 15-35 ℃ / ຊຕມ. ອາຍແກັສ inert ຂອງ 50-5000 Pa ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ໃນ furnace ເພື່ອເພີ່ມການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຫຼັງຈາກຝຸ່ນ SiC ຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຖິງ 2000-2500 ℃ໂດຍການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ induction, ຜົງ SiC ຈະ sublimate ແລະ decompose ເຂົ້າໄປໃນ Si, Si2C, SiC2 ແລະອົງປະກອບ vapor ອື່ນໆ, ແລະຖືກຂົນສົ່ງໄປໃນຕອນທ້າຍຂອງແກ່ນດ້ວຍ convection ອາຍແກັສ, ແລະ. ໄປເຊຍກັນ SiC ແມ່ນໄປເຊຍກັນຢູ່ເທິງແກ່ນຂອງເມັດເພື່ອບັນລຸການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກດຽວ. ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວປົກກະຕິຂອງມັນແມ່ນ 0.1-2mm / h.

ຂະບວນການ PVT ສຸມໃສ່ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມການຂະຫຍາຍຕົວ, gradient ອຸນຫະພູມ, ພື້ນຜິວການຂະຫຍາຍຕົວ, ໄລຍະຫ່າງຂອງພື້ນຜິວວັດສະດຸ, ແລະຄວາມກົດດັນການຂະຫຍາຍຕົວ, ປະໂຫຍດຂອງມັນແມ່ນຂະບວນການຂອງມັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງແກ່, ວັດຖຸດິບແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະຜະລິດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ແຕ່ຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວ. ຂອງວິທີການ PVT ແມ່ນຍາກທີ່ຈະສັງເກດເຫັນ, ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນຂອງ 0.2-0.4mm / h, ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນທີ່ມີຄວາມຫນາຂະຫນາດໃຫຍ່ (> 50mm). ຫຼັງຈາກຫຼາຍທົດສະວັດຂອງຄວາມພະຍາຍາມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ຕະຫຼາດໃນປະຈຸບັນສໍາລັບ wafers substrate SiC ຂະຫຍາຍຕົວໂດຍວິທີການ PVT ແມ່ນມີຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍ, ແລະຜົນຜະລິດປະຈໍາປີຂອງ wafers substrate SiC ສາມາດບັນລຸຫຼາຍຮ້ອຍພັນຂອງ wafers, ແລະຂະຫນາດຂອງມັນແມ່ນຄ່ອຍໆມີການປ່ຽນແປງຈາກ 4 ນິ້ວເປັນ 6. ນິ້ວ, ແລະໄດ້ພັດທະນາ 8 ນິ້ວຂອງຕົວຢ່າງ SiC substrate.

 

ເມື່ອໄປເຊຍກັນ SiC ເຕີບໃຫຍ່ໂດຍວິທີການໄລຍະຂອງແຫຼວ, ການແຜ່ກະຈາຍຂອງອຸນຫະພູມແລະການລະບາຍຄວາມຮ້ອນພາຍໃນການແກ້ໄຂເສີມແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ:

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າອຸນຫະພູມຢູ່ໃກ້ກັບກໍາແພງຫີນ crucible ໃນການແກ້ໄຂຊ່ວຍແມ່ນສູງກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ອຸນຫະພູມຢູ່ທີ່ແກ້ວແກ່ນແມ່ນຕ່ໍາ. ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ຂະ​ບວນ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​, graphite crucible ສະ​ຫນອງ​ແຫຼ່ງ C ສໍາ​ລັບ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​. ເນື່ອງຈາກວ່າອຸນຫະພູມຢູ່ໃນກໍາແພງ crucible ແມ່ນສູງ, ການລະລາຍຂອງ C ແມ່ນຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະອັດຕາການລະລາຍແມ່ນໄວ, ຈໍານວນ C ຂະຫນາດໃຫຍ່ຈະຖືກລະລາຍຢູ່ທີ່ກໍາແພງ crucible ເພື່ອສ້າງເປັນການແກ້ໄຂອີ່ມຕົວຂອງ C. ວິທີແກ້ໄຂເຫຼົ່ານີ້ມີຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍ. ຂອງ C ທີ່ລະລາຍຈະຖືກສົ່ງໄປຫາສ່ວນຕ່ໍາຂອງໄປເຊຍກັນຂອງເມັດໂດຍ convection ພາຍໃນການແກ້ໄຂຊ່ວຍ. ເນື່ອງຈາກອຸນຫະພູມຕ່ໍາຂອງປາຍເມັດເມັດ, ການລະລາຍຂອງ C ທີ່ສອດຄ້ອງກັນຫຼຸດລົງຕາມລໍາດັບ, ແລະການແກ້ໄຂ C-saturated ຕົ້ນສະບັບກາຍເປັນການແກ້ໄຂ supersaturated ຂອງ C ຫຼັງຈາກຖືກໂອນໄປສູ່ຈຸດສຸດທ້າຍທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ໍາພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂນີ້. Supersaturated C ໃນການແກ້ໄຂລວມກັບ Si ໃນການແກ້ໄຂຊ່ວຍສາມາດຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC epitaxial ເທິງແກ້ວແກ່ນ. ເມື່ອສ່ວນ perforated ຂອງ C precipitates ອອກ, ການແກ້ໄຂກັບຄືນສູ່ຈຸດສຸດອຸນຫະພູມສູງຂອງກໍາແພງ crucible ດ້ວຍການ convection ແລະລະລາຍ C ອີກເທື່ອຫນຶ່ງເພື່ອສ້າງເປັນການແກ້ໄຂອີ່ມຕົວ.

ຂະບວນການທັງຫມົດເຮັດຊ້ໍາອີກ, ແລະໄປເຊຍກັນ SiC ເຕີບໂຕ. ໃນຂະບວນການຂອງການຂະຫຍາຍຕົວໄລຍະຂອງແຫຼວ, ການລະລາຍແລະ precipitation ຂອງ C ໃນການແກ້ໄຂແມ່ນຕົວຊີ້ວັດທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍຂອງຄວາມຄືບຫນ້າການຂະຫຍາຍຕົວ. ເພື່ອຮັບປະກັນການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງຮັກສາຄວາມສົມດູນລະຫວ່າງການລະລາຍຂອງ C ຢູ່ຝາ crucible ແລະການ precipitation ໃນຕອນທ້າຍຂອງແກ່ນ. ຖ້າການລະລາຍຂອງ C ຫຼາຍກວ່າຝົນຂອງ C, ຫຼັງຈາກນັ້ນ C ໃນໄປເຊຍກັນແມ່ນຄ່ອຍໆອຸດົມສົມບູນ, ແລະ nucleation spontaneous ຂອງ SiC ຈະເກີດຂຶ້ນ. ຖ້າຫາກວ່າການລະລາຍຂອງ C ແມ່ນຫນ້ອຍກ່ວາ precipitation ຂອງ C, ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນຈະມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການປະຕິບັດເນື່ອງຈາກການຂາດສານລະລາຍ.
ໃນເວລາດຽວກັນ, ການຂົນສົ່ງຂອງ C ໂດຍ convection ຍັງມີຜົນກະທົບຕໍ່ການສະຫນອງ C ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່. ເພື່ອການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ທີ່ມີຄຸນນະພາບດີພໍສົມຄວນແລະຄວາມຫນາພຽງພໍ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມສົມດູນຂອງສາມອົງປະກອບຂ້າງເທິງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການເຕີບໂຕຂອງໄລຍະຂອງແຫຼວ SiC. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ດ້ວຍການປັບປຸງແລະປັບປຸງທິດສະດີແລະເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງເທື່ອລະກ້າວ, ຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການເຕີບໂຕຂອງໄລຍະຂອງແຫຼວຂອງໄປເຊຍກັນ SiC ຈະຄ່ອຍໆສະແດງໃຫ້ເຫັນ.
ໃນປັດຈຸບັນ, ການຂະຫຍາຍຕົວໄລຍະຂອງແຫຼວຂອງໄປເຊຍກັນ SiC 2 ນິ້ວສາມາດບັນລຸໄດ້ໃນປະເທດຍີ່ປຸ່ນ, ແລະການຂະຫຍາຍຕົວໄລຍະຂອງແຫຼວຂອງໄປເຊຍກັນ 4 ນິ້ວຍັງຖືກພັດທະນາ. ໃນປັດຈຸບັນ, ການຄົ້ນຄວ້າພາຍໃນປະເທດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຍັງບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນດີ, ຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ຕິດຕາມວຽກງານຄົ້ນຄ້ວາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ.

 

ທີເຈັດ, ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະທາງເຄມີຂອງໄປເຊຍກັນ SiC

 

(1​) ຄຸນ​ສົມ​ບັດ​ກົນ​ຈັກ​: ໄປ​ເຊຍ​ກັນ SiC ມີ​ຄວາມ​ແຂງ​ສູງ​ທີ່​ສຸດ​ແລະ​ຄວາມ​ທົນ​ທານ​ຕໍ່​ການ​ສວມ​ໃສ່​ທີ່​ດີ​. ຄວາມແຂງຂອງ Mohs ຂອງມັນຢູ່ລະຫວ່າງ 9.2 ແລະ 9.3, ແລະຄວາມແຂງຂອງ Krit ຂອງມັນຢູ່ລະຫວ່າງ 2900 ຫາ 3100Kg/mm2, ເຊິ່ງເປັນອັນດັບສອງພຽງແຕ່ໄປເຊຍກັນເພັດໃນບັນດາວັດສະດຸທີ່ໄດ້ຮັບການຄົ້ນພົບ. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີເລີດຂອງ SiC, SiC ຜົງມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກໍາຕັດຫຼືເຄື່ອງປັ່ນ, ຄວາມຕ້ອງການປະຈໍາປີສູງເຖິງຫຼາຍລ້ານໂຕນ. ການເຄືອບທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ໃນບາງ workpieces ຍັງຈະໃຊ້ການເຄືອບ SiC, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ, ການເຄືອບທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ໃນເຮືອຮົບບາງແມ່ນປະກອບດ້ວຍການເຄືອບ SiC.

(2) ຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນ: ການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງ SiC ສາມາດບັນລຸ 3-5 W / cm·K, ເຊິ່ງແມ່ນ 3 ເທົ່າຂອງ semiconductor Si ແບບດັ້ງເດີມແລະ 8 ເທົ່າຂອງ GaAs. ການຜະລິດຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນທີ່ກະກຽມໂດຍ SiC ສາມາດດໍາເນີນການໄດ້ທັນທີ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຕ້ອງການຂອງເງື່ອນໄຂການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນ SiC ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງວ່າງ, ແລະມັນເຫມາະສົມກັບການກະກຽມອຸປະກອນທີ່ມີພະລັງງານສູງ. SiC ມີຄຸນສົມບັດ thermodynamic ຄົງທີ່. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຄວາມກົດດັນປົກກະຕິ, SiC ຈະຖືກທໍາລາຍໂດຍກົງເຂົ້າໄປໃນ vapor ທີ່ມີ Si ແລະ C ສູງກວ່າ.

(3) ຄຸນສົມບັດທາງເຄມີ: SiC ມີຄຸນສົມບັດທາງເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນທີ່ດີ, ແລະບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາກັບອາຊິດທີ່ຮູ້ຈັກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. SiC ທີ່ວາງໄວ້ໃນອາກາດເປັນເວລາດົນນານຈະຄ່ອຍໆສ້າງເປັນຊັ້ນບາງໆຂອງ SiO2 ທີ່ຫນາແຫນ້ນ, ປ້ອງກັນປະຕິກິລິຍາ oxidation ຕື່ມອີກ. ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 1700 ℃, ຊັ້ນບາງໆ SiO2 melts ແລະ oxidizes ຢ່າງໄວວາ. SiC ສາມາດເກີດປະຕິກິລິຢາ oxidation ຊ້າໆກັບທາດຜຸພັງ molten ຫຼືຖານ, ແລະ SiC wafers ປົກກະຕິແລ້ວ corroded ໃນ KOH ແລະ Na2O2 molten ເພື່ອລັກສະນະ dislocation ໃນໄປເຊຍກັນ SiC.

(4) ຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າ: SiC ເປັນອຸປະກອນຕົວແທນຂອງເຊມິຄອນເທນດັກແບນແກບກວ້າງ, 6H-SiC, ແລະ 4H-SiC bandgap width ແມ່ນ 3.0 eV ແລະ 3.2 eV ຕາມລໍາດັບ, ເຊິ່ງແມ່ນ 3 ເທົ່າຂອງ Si ແລະ 2 ເທົ່າຂອງ GaAs. ອຸປະກອນ semiconductor ທີ່ເຮັດດ້ວຍ SiC ມີກະແສຮົ່ວໄຫຼຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າແລະພື້ນທີ່ໄຟຟ້າທີ່ແຕກຫັກຂະຫນາດໃຫຍ່, ດັ່ງນັ້ນ SiC ຖືວ່າເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບອຸປະກອນທີ່ມີພະລັງງານສູງ. ການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ອີ່ມຕົວຂອງ SiC ຍັງສູງກວ່າ Si 2 ເທົ່າ, ແລະມັນຍັງມີຂໍ້ດີທີ່ຊັດເຈນໃນການກະກຽມອຸປະກອນຄວາມຖີ່ສູງ. P-type SiC crystals ຫຼື N-type SiC ໄປເຊຍກັນສາມາດໄດ້ຮັບໂດຍການ doping ປະລໍາມະນູ impurity ໃນໄປເຊຍກັນ. ໃນປັດຈຸບັນ, ໄປເຊຍກັນ P-type SiC ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ doped ໂດຍ Al, B, Be, O, Ga, Sc, ແລະປະລໍາມະນູອື່ນໆ, ແລະໄປເຊຍກັນ N-type sic ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ doped ໂດຍ N atoms. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping ແລະປະເພດຈະມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະທາງເຄມີຂອງ SiC. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຟຣີສາມາດໄດ້ຮັບການ nailed ໂດຍ doping ລະດັບຄວາມເລິກເຊັ່ນ V, ຄວາມຕ້ານທານສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະ semi-insulating SiC crystal ສາມາດໄດ້ຮັບ.

(5) ຄຸນສົມບັດທາງ Optical: ເນື່ອງຈາກຊ່ອງຫວ່າງຂອງແຖບທີ່ຂ້ອນຂ້າງກວ້າງ, ໄປເຊຍກັນ SiC ທີ່ບໍ່ມີສີແມ່ນບໍ່ມີສີແລະໂປ່ງໃສ. ໄປເຊຍກັນ Doped SiC ສະແດງໃຫ້ເຫັນສີທີ່ແຕກຕ່າງກັນເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງເຂົາເຈົ້າ, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ, 6H-SiC ເປັນສີຂຽວຫຼັງຈາກ doping N; 4H-SiC ເປັນສີນ້ໍາຕານ. 15R-SiC ເປັນສີເຫຼືອງ. Doped ກັບ Al, 4H-SiC ປະກົດເປັນສີຟ້າ. ມັນເປັນວິທີການ intuitive ເພື່ອຈໍາແນກປະເພດຂອງໄປເຊຍກັນ SiC ໂດຍການສັງເກດຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສີ. ດ້ວຍການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກ່ຽວກັບຂົງເຂດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ SiC ໃນ 20 ປີທີ່ຜ່ານມາ, ມີຄວາມກ້າວຫນ້າອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ.

 

ອັນ​ທີ​ແປດ​, ການ​ນໍາ​ສະ​ເຫນີ​ສະ​ຖາ​ນະ​ພາບ​ການ​ພັດ​ທະ​ນາ SiC​

ໃນປັດຈຸບັນ, ອຸດສາຫະກໍາ SiC ໄດ້ກາຍເປັນທີ່ສົມບູນແບບຫຼາຍຂຶ້ນ, ຈາກ wafers substrate,ແລະepitaxialwafersການຜະລິດອຸປະກອນ, ແລະການຫຸ້ມຫໍ່, ລະບົບຕ່ອງໂສ້ອຸດສາຫະກໍາທັງຫມົດໄດ້ເຕີບໃຫຍ່, ແລະມັນສາມາດສະຫນອງຜະລິດຕະພັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ SiC ໄປສູ່ຕະຫຼາດ.

Cree ເປັນຜູ້ນໍາໃນອຸດສາຫະກໍາການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ທີ່ມີຕໍາແຫນ່ງຊັ້ນນໍາໃນທັງຂະຫນາດແລະຄຸນນະພາບຂອງ SiC substrate wafers. ປະຈຸບັນ Cree ຜະລິດຊິບຍ່ອຍ SiC 300,000 ໜ່ວຍຕໍ່ປີ, ກວມເອົາຫຼາຍກວ່າ 80% ຂອງການຂົນສົ່ງທົ່ວໂລກ.

ໃນເດືອນກັນຍາ 2019, Cree ໄດ້ປະກາດວ່າມັນຈະສ້າງສິ່ງອໍານວຍຄວາມສະດວກໃຫມ່ໃນລັດນິວຢອກ, ສະຫະລັດ, ເຊິ່ງຈະນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ກ້າວຫນ້າທີ່ສຸດເພື່ອປູກພະລັງງານເສັ້ນຜ່າກາງ 200 ມມແລະ RF SiC substrate wafers, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຕັກໂນໂລຢີການກະກຽມວັດສະດຸ substrate SiC 200 ມມ. ກາຍເປັນຜູ້ໃຫຍ່ຫຼາຍ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ຜະລິດຕະພັນຕົ້ນຕໍຂອງຊິບ substrate SiC ໃນຕະຫຼາດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ 4H-SiC ແລະ 6H-SiC conductive ແລະ semi-insulated ປະເພດ 2-6 ນິ້ວ.
ໃນເດືອນຕຸລາ 2015, Cree ເປັນຜູ້ທໍາອິດທີ່ເປີດຕົວ wafers substrate SiC 200 mm ສໍາລັບ N-type ແລະ LED, ເປັນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງ wafers ຍ່ອຍ SiC 8 ນິ້ວໃນຕະຫຼາດ.
ໃນປີ 2016, Romm ເລີ່ມສະຫນັບສະຫນູນທີມງານ Venturi ແລະເປັນຜູ້ທໍາອິດທີ່ໃຊ້ການປະສົມປະສານ IGBT + SiC SBD ໃນລົດເພື່ອທົດແທນການແກ້ໄຂ IGBT + Si FRD ໃນ inverter 200 kW ແບບດັ້ງເດີມ. ຫຼັງຈາກການປັບປຸງ, ນ້ໍາຫນັກຂອງ inverter ຫຼຸດລົງ 2 kg ແລະຂະຫນາດຫຼຸດລົງ 19% ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາພະລັງງານດຽວກັນ.

ໃນປີ 2017, ຫຼັງຈາກການຮັບຮອງເອົາເພີ່ມເຕີມຂອງ SiC MOS + SiC SBD, ບໍ່ພຽງແຕ່ນ້ໍາຫນັກຫຼຸດລົງ 6 ກິໂລ, ແຕ່ຂະຫນາດຫຼຸດລົງ 43%, ແລະພະລັງງານ inverter ຍັງເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 200 kW ເປັນ 220 kW.
ຫຼັງຈາກ Tesla ໄດ້ຮັບຮອງເອົາອຸປະກອນທີ່ອີງໃສ່ SIC ໃນ inverters ຂັບຕົ້ນຕໍຂອງຜະລິດຕະພັນ Model 3 ຂອງຕົນໃນປີ 2018, ຜົນກະທົບການສາທິດໄດ້ຖືກຂະຫຍາຍອອກຢ່າງໄວວາ, ເຮັດໃຫ້ຕະຫຼາດລົດຍົນ xEV ກາຍເປັນແຫຼ່ງຄວາມຕື່ນເຕັ້ນສໍາລັບຕະຫຼາດ SiC ໃນໄວໆນີ້. ດ້ວຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດຂອງ SiC, ມູນຄ່າຜົນຜະລິດໃນຕະຫຼາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ.

ເກົ້າ, ສະຫຼຸບ:

ດ້ວຍການປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງເທກໂນໂລຍີອຸດສາຫະກໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ SiC, ຜົນຜະລິດແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງມັນຈະປັບປຸງຕື່ມອີກ, ລາຄາຂອງອຸປະກອນ SiC ຈະຫຼຸດລົງ, ແລະການແຂ່ງຂັນໃນຕະຫຼາດຂອງ SiC ຈະເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼາຍຂຶ້ນ. ໃນອະນາຄົດ, ອຸປະກອນ SiC ຈະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນດ້ານຕ່າງໆເຊັ່ນ: ລົດໃຫຍ່, ການສື່ສານ, ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ແລະການຂົນສົ່ງ, ຕະຫຼາດຜະລິດຕະພັນຈະກວ້າງຂຶ້ນ, ຂະຫນາດຕະຫຼາດຈະຂະຫຍາຍອອກໄປຕື່ມອີກ, ກາຍເປັນການສະຫນັບສະຫນູນທີ່ສໍາຄັນຂອງປະເທດຊາດ. ເສດຖະກິດ.