Aplikasi saka bahan lapangan termal adhedhasar karbon ing wutah kristal silikon karbida

Ⅰ. Pengantar materi SiC:

1. Ringkesan sifat materi:

Ingsemikonduktor generasi kateludiarani semikonduktor senyawa, lan jembaré bandgap kira-kira 3.2eV, kang kaping telu jembaré bandgap saka bahan semikonduktor basis silikon (1.12eV kanggo bahan semikonduktor basis silikon), supaya iku uga disebut semikonduktor bandgap sudhut. Piranti semikonduktor basis silikon duwe watesan fisik sing angel ditembus ing sawetara skenario aplikasi suhu dhuwur, tekanan dhuwur, lan frekuensi dhuwur. Nyetel struktur piranti ora bisa nyukupi kabutuhan maneh, lan bahan semikonduktor generasi katelu diwakili dening SiC lanGanwis muncul.

2. Aplikasi piranti SiC:

Adhedhasar kinerja khusus, piranti SiC mboko sithik ngganti basis silikon ing bidang suhu dhuwur, tekanan dhuwur, lan frekuensi dhuwur, lan nduweni peran penting ing komunikasi 5G, radar gelombang mikro, aeroangkasa, kendaraan energi anyar, transportasi rel, pinter. kothak, lan lapangan liyane.

3. Metode persiapan:

(1)Pengangkutan uap fisik (PVT): Suhu wutah kira-kira 2100 ~ 2400 ℃. Kaluwihan kasebut yaiku teknologi sing diwasa, biaya manufaktur sing murah, lan terus-terusan ningkatake kualitas kristal lan ngasilake. Kerugian yaiku angel nyuplai bahan kanthi terus-terusan, lan angel ngontrol proporsi komponen fase gas. Saiki angel entuk kristal P-jinis.

(2)Metode Top Seed Solution (TSSG): Suhu wutah kira-kira 2200 ℃. Kaluwihan kasebut yaiku suhu pertumbuhan sing sithik, stres sing sithik, cacat dislokasi sawetara, doping P-tipe, 3Cwutah kristal, lan gampang expansion diameteripun. Nanging, cacat inklusi logam isih ana, lan sumber terus-terusan sumber Si / C kurang.

(3)Deposisi uap kimia suhu dhuwur (HTCVD): Suhu wutah kira-kira 1600 ~ 1900 ℃. Kaluwihan yaiku pasokan bahan mentah sing terus-terusan, kontrol rasio Si / C sing tepat, kemurnian dhuwur, lan doping sing trep. Kerugian yaiku biaya bahan mentah gas sing dhuwur, angel banget ing perawatan teknik exhaust lapangan termal, cacat dhuwur, lan kedewasaan teknis sing sithik.

Ⅱ. Klasifikasi fungsional sakalapangan termalbahan

1. Sistem isolasi:

Fungsi: Nggawe gradien suhu sing dibutuhake kanggowutah kristal

Requirements: Konduktivitas termal, konduktivitas listrik, kemurnian sistem bahan insulasi suhu dhuwur ing ndhuwur 2000 ℃

2. Cruciblesistem:

Fungsi: 

① Komponen pemanasan; 

② Wadhah wutah

Syarat: Resistivitas, konduktivitas termal, koefisien ekspansi termal, kemurnian

3. lapisan TaCkomponen:

Fungsi: Nyandhet karat grafit basa dening Si lan nyandhet C inklusi

Syarat: Kapadhetan lapisan, ketebalan lapisan, kemurnian

4. Grafit keroposkomponen:

Fungsi: 

① Filter komponen partikel karbon; 

② Suplemen sumber karbon

Syarat: Transmitansi, konduktivitas termal, kemurnian

Ⅲ. Solusi sistem medan termal

Sistem isolasi:

Karbon / karbon komposit insulasi silinder njero nduweni Kapadhetan lumahing dhuwur, resistance karat, lan resistance kejut termal apik. Bisa nyuda korosi silikon sing bocor saka crucible menyang bahan insulasi sisih, saéngga njamin stabilitas lapangan termal.

Komponen Fungsional:

(1)Tantalum karbida dilapisikomponen

(2)Grafit keroposkomponen

(3)Karbon/karbon kompositkomponen lapangan termal