Tulaga fa, Fa'aliliuga ausa fa'aletino
O le felauaiga ausa faaletino (PVT) auala na afua mai i le faʻaogaina o le faʻaogaina o le vaʻa o le vase na fausia e Lely i le 1955. O le paʻu SiC e tuʻu i totonu o se faʻalava graphite ma faʻavevela i le maualuga o le vevela e pala ma faʻafefete ai le paʻu SiC, ona faʻafefe ai lea o le graphite tube.A maeʻa le faʻaleagaina o le paʻu SiC, o vaega vaʻa vaʻa e teuina ma faʻamalo i tioata SiC faataamilo i le graphite tube.E ui lava o lenei metotia e faigata ona maua le tele o tioata SiC tasi, ma o le faʻaogaina o le faʻagasologa i totonu o le graphite tube e faigata ona pulea, e maua ai manatu mo tagata suʻesuʻe mulimuli ane.
Ym Terairov et al.i Rusia na faʻalauiloaina le manatu o fatu tioata i luga o lenei faʻavae, ma foia ai le faʻafitauli o foliga tioata e le mafai ona pulea ma le tulaga o le nucleation o tioata SiC.Na fa'aauau pea ona fa'aleleia atili e le au su'esu'e mulimuli ane ma i'u ai ina fa'atupuina le auala fela'uaiga o le kesi fa'aletino (PVT) i fa'aoga fa'apisinisi i aso nei.
I le avea ai ma auala muamua o le tuputupu aʻe o le tioata SiC, o le auala e faʻafeiloaʻi ai le tino o le auala sili lea ona faʻatupulaia mo le tuputupu aʻe o le tioata SiC.Pe a faʻatusatusa i isi metotia, o le metotia e maualalo le manaʻomia mo meafaigaluega tuputupu aʻe, faʻagasologa o le tuputupu aʻe faigofie, faʻamalosia malosi, atinaʻe maeʻaeʻa ma suʻesuʻega, ma ua iloa le faʻaaogaina o pisinisi.O le fausaga o le tioata ua ola i le auala masani PVT o loʻo faʻaalia i le ata.
O fanua vevela axial ma radial e mafai ona pulea e ala i le puleaina o tulaga faʻavela vevela fafo o le graphite crucible.O le paʻu SiC o loʻo tuʻuina i le pito i lalo o le graphite crucible ma le maualuga o le vevela, ma o le SiC fatu tioata e faʻapipiʻi i le pito i luga o le graphite crucible ma se vevela maualalo.O le mamao i le va o le pauta ma le fatu e masani lava ona pulea ia sefulu milimita e aloese ai mai le faʻafesoʻotaʻi i le va o le tioata tasi o loʻo tuputupu aʻe ma le pauta.Ole fua ole vevela e masani lava ile va ole 15-35℃/cm.O lo'o teuina se kasa inert o le 50-5000 Pa i totonu o le ogaumu e fa'ateleina ai le fa'aoso.I lenei auala, pe a uma ona vevela le paʻu o le SiC i le 2000-2500 ℃ e ala i le faʻavevelaina o le induction, o le paʻu SiC o le a faʻafefeteina ma pala i totonu o Si, Si2C, SiC2 ma isi vaega ausa, ma feaveaʻi i le fatu pito i le kesi convection, ma le O le tioata SiC o loʻo faʻapipiʻiina i luga o le tioata fatu e ausia ai le tuputupu aʻe tioata tasi.Ole fua fa'atatau ole tuputupu a'e ole 0.1-2mm/h.
O le faagasologa o le PVT e taulaʻi atu i le puleaina o le vevela o le tuputupu aʻe, faʻafefeteina o le vevela, luga o le tuputupu aʻe, vaʻavaʻavaʻavaʻavaʻavaʻa ma le mamafa o le tuputupu aʻe, o lona lelei o lona faagasologa e matua matua, e faigofie ona gaosia mea mata, e maualalo le tau, ae o le tuputupu aʻe o le faagasologa. O le auala PVT e faigata ona matauina, o le tuputupu aʻe tioata o le 0.2-0.4mm / h, e faigata ona tupu tioata ma le mafiafia tele (> 50mm).I le mavae ai o le tele o tausaga o taumafaiga faifai pea, o le maketi o loʻo i ai nei mo SiC substrate wafers o loʻo faʻatupuina e le PVT metotia ua matua tele lava, ma o le gaosiga faaletausaga a SiC substrate wafers e mafai ona oʻo atu i le fiaselau afe o wafers, ma o lona lapoa e faasolosolo malie mai le 4 inisi i le 6 inisi. , ma ua atiina ae 8 inisi o faʻataʻitaʻiga substrate SiC.
Tulaga lima,Metotia e teu ai ausa kemikolo maualuga
High Temperature Chemical Vapor Deposition (HTCVD) o se auala faʻaleleia e faʻavae i luga o le vailaʻau Vapor Deposition (CVD).O le metotia na muamua faʻatulagaina i le 1995 e Kordina et al., Linkoping University, Suetena.
O lo'o fa'aalia le ata o le fausaga o le tuputupu a'e:
O fanua vevela axial ma radial e mafai ona pulea e ala i le puleaina o tulaga faʻavela vevela fafo o le graphite crucible.O le paʻu SiC o loʻo tuʻuina i le pito i lalo o le graphite crucible ma le maualuga o le vevela, ma o le SiC fatu tioata e faʻapipiʻi i le pito i luga o le graphite crucible ma se vevela maualalo.O le mamao i le va o le pauta ma le fatu e masani lava ona pulea ia sefulu milimita e aloese ai mai le faʻafesoʻotaʻi i le va o le tioata tasi o loʻo tuputupu aʻe ma le pauta.Ole fua ole vevela e masani lava ile va ole 15-35℃/cm.O lo'o teuina se kasa inert o le 50-5000 Pa i totonu o le ogaumu e fa'ateleina ai le fa'aoso.I lenei auala, pe a uma ona vevela le paʻu o le SiC i le 2000-2500 ℃ e ala i le faʻavevelaina o le induction, o le paʻu SiC o le a faʻafefeteina ma pala i totonu o Si, Si2C, SiC2 ma isi vaega ausa, ma feaveaʻi i le fatu pito i le kesi convection, ma le O le tioata SiC o loʻo faʻapipiʻiina i luga o le tioata fatu e ausia ai le tuputupu aʻe tioata tasi.Ole fua fa'atatau ole tuputupu a'e ole 0.1-2mm/h.
O le faagasologa o le PVT e taulaʻi atu i le puleaina o le vevela o le tuputupu aʻe, faʻafefeteina o le vevela, luga o le tuputupu aʻe, vaʻavaʻavaʻavaʻavaʻavaʻa ma le mamafa o le tuputupu aʻe, o lona lelei o lona faagasologa e matua matua, e faigofie ona gaosia mea mata, e maualalo le tau, ae o le tuputupu aʻe o le faagasologa. O le auala PVT e faigata ona matauina, o le tuputupu aʻe tioata o le 0.2-0.4mm / h, e faigata ona tupu tioata ma le mafiafia tele (> 50mm).I le mavae ai o le tele o tausaga o taumafaiga faifai pea, o le maketi o loʻo i ai nei mo SiC substrate wafers o loʻo faʻatupuina e le PVT metotia ua matua tele lava, ma o le gaosiga faaletausaga a SiC substrate wafers e mafai ona oʻo atu i le fiaselau afe o wafers, ma o lona lapoa e faasolosolo malie mai le 4 inisi i le 6 inisi. , ma ua atiina ae 8 inisi o faʻataʻitaʻiga substrate SiC.
Tulaga lima,Metotia e teu ai ausa kemikolo maualuga
High Temperature Chemical Vapor Deposition (HTCVD) o se auala faʻaleleia e faʻavae i luga o le vailaʻau Vapor Deposition (CVD).O le metotia na muamua faʻatulagaina i le 1995 e Kordina et al., Linkoping University, Suetena.
O lo'o fa'aalia le ata o le fausaga o le tuputupu a'e:
Pe a tupu le tioata SiC e ala i le faʻaogaina o le vai, o le vevela ma le faʻasalalauga faʻasalalau i totonu o le fofo fesoasoani o loʻo faʻaalia i le ata:
E mafai ona vaʻaia o le vevela i tafatafa o le puipui faʻafefe i totonu o le fofo fesoasoani e maualuga atu, ae o le vevela i le tioata fatu e maualalo.I le faagasologa o le tuputupu aʻe, o le graphite crucible e maua ai le C puna mo le tuputupu ae tioata.Talu ai ona o le vevela i le puipui faʻafefe e maualuga, o le solubility o le C e tele, ma o le faʻamavaeina o le saoasaoa e vave, o se aofaiga tele o le C o le a faʻamavaeina i luga o le pa puipui e fausia ai se vaifofo tumu o C. O nei fofo ma se aofaiga tele. o le C faʻamavaeina o le a feaveaʻi i le pito i lalo o tioata fatu e ala i le faʻafefe i totonu o le fofo fesoasoani.Ona o le maualalo o le vevela o le fatu tioata pito, o le solubility o le C tutusa e faaitiitia tutusa, ma o le uluai C-tumu vaifofo avea ma se vaifofo supersaturated o le C ina ua uma ona siitia atu i le pito maualalo vevela i lalo o lenei tulaga.Suprataturated C i le vaifofo tu'ufa'atasia ma Si i fofo fesoasoani e mafai ona tupu SiC tioata epitaxial i luga o fatu tioata.A to'a i fafo le vaega o lo'o i luga ole C, e toe fo'i le vaifofo i le pito maualuga o le puipui o lo'o fa'afefeteina ma fa'afefeteina, ma toe fa'amuta le C e fai ai se vaifofo tumu.
O le faagasologa atoa e toe fai, ma tuputupu ae le tioata SiC.I le faagasologa o le tuputupu aʻe o le vai, o le faʻamavaeina ma le faʻafefe o le C i le vaifofo o se faʻailoga taua tele o le alualu i luma o le tuputupu aʻe.Ina ia faʻamautinoa le tuputupu aʻe o le tioata mautu, e manaʻomia le tausia o le paleni i le va o le faʻamavaeina o le C i le puipui faʻafefe ma le paʻu i le pito o fatu.Afai o le faʻamavaeina o le C e sili atu nai lo le vaʻa o le C, ona faʻatamaoaigaina malie lea o le C i le tioata, ma o le a tupu faʻafuaseʻi le nucleation o SiC.Afai o le faʻamavaeina o le C e itiiti ifo nai lo le faʻafefe o le C, o le tuputupu aʻe tioata o le a faigata ona faia ona o le leai o se solute.
I le taimi lava e tasi, o le felauaiga o C i le convection e aʻafia ai foi le tuʻuina atu o C i le taimi o le tuputupu aʻe.Ina ia faʻatupuina tioata SiC ma le lelei o le tioata lelei ma lava le mafiafia, e tatau ona faʻamautinoa le paleni o elemene e tolu o loʻo i luga, lea e faʻateleina ai le faigata o le tuputupu aʻe o le vaega o le SiC.Ae ui i lea, faʻatasi ai ma le faʻaleleia malie ma le faʻaleleia atili o aʻoaʻoga ma tekinolosi faʻapitoa, o le lelei o le tuputupu aʻe o vai o tioata SiC o le a faasolosolo malie ona faʻaalia.
I le taimi nei, e mafai ona ausia le tuputupu aʻe o le vai o tioata SiC 2-inisi i Iapani, ma o loʻo atiaʻe foʻi le tuputupu aʻe o le vai o tioata 4-inisi.I le taimi nei, o suʻesuʻega faʻapitonuʻu talafeagai e leʻi vaʻaia ni taunuuga lelei, ma e tatau ona tulitatao galuega suʻesuʻe talafeagai.
Tulaga fitu, Fa'aletino ma kemisi o tioata SiC
(1) Mea faʻainisinia: SiC tioata e matua maualuga lava le maaa ma lelei le faʻaogaina o le ofuina.O lona maaa Mohs i le va o le 9.2 ma le 9.3, ma lona Krit maaa i le va o le 2900 ma le 3100Kg/mm2, o lona lua lona lua i tioata taimane i mea na maua.Ona o le lelei o mea faʻainisinia o le SiC, o le paʻu SiC e masani ona faʻaaogaina i le tipiina poʻo le oloina pisinisi, faʻatasi ai ma le manaʻoga faaletausaga e oʻo atu i le faitau miliona o tone.O le faʻapipiʻi faʻafefe i luga o nisi mea faigaluega o le a faʻaogaina ai foi le SiC coating, mo se fa'ata'ita'iga, o le fa'alavalava fa'alavalava i luga o nisi va'a tau e aofia ai le SiC coating.
(2) Meatotino vevela: conductivity vevela o SiC e mafai ona oʻo atu i le 3-5 W / cm·K, lea e 3 taimi o le semiconductor masani Si ma 8 taimi o GaAs.O le gaosiga o le vevela o le masini e saunia e le SiC e mafai ona vave faʻaumatia, o le mea lea o manaʻoga o tulaga faʻafefe o le vevela o le masini SiC e matuaʻi matala, ma e sili atu ona talafeagai mo le saunia o masini malosi.O le SiC o lo'o i ai mea tau thermodynamic mautu.I lalo o tulaga masani o le mamafa, SiC o le a faʻaleagaina saʻo i le ausa o loʻo i ai Si ma C i le maualuga.
(3) Mea tau vailaʻau: SiC o loʻo i ai mea faʻamalositino mautu, lelei le faʻafefeteina, ma e le tali atu i soʻo se vailaʻau iloa ile vevela potu.SiC tuu i luga o le ea mo se taimi umi o le a faasolosolo malie ona fausia se vaega manifinifi o le mafiafia SiO2, e taofia ai isi tali oxidation.A oʻo atu le vevela i le sili atu i le 1700 ℃, o le SiO2 mea manifinifi e liusuavai ma faʻamaʻi vave.E mafai e le SiC ona faʻasolosolo lemu o le faʻamaʻi faʻamaʻi faʻatasi ma mea faʻamaʻi faʻamaʻi poʻo faʻavae, ma e masani ona faʻafefeteina SiC i KOH ma Na2O2 faʻafefeteina e faʻaalia ai le malepelepe i tioata SiC.
(4) Eletise meatotino: SiC e fai ma sui mea o le lautele bandgap semiconductor, 6H-SiC ma 4H-SiC bandgap lautele e 3.0 eV ma 3.2 eV faasologa, lea e 3 taimi o Si ma 2 taimi o GaAs.O masini semi-conductor e faia i le SiC e la'ititi la'ititi o lo'o i ai nei ma le tele o le eletise malepelepe, o lea e manatu ai le SiC o se mea lelei mo masini maualuga.O le faʻaogaina o le eletise eletise o le SiC e 2 taimi maualuga atu nai lo le Si, ma e iai foʻi tulaga lelei i le sauniuniga o masini maualuga.P-ituaiga SiC tioata po'o N-ituaiga SiC tioata e mafai ona maua e ala i le doping le mama atoms i tioata.I le taimi nei, o tioata P-ituaiga SiC e masani lava ona doped e Al, B, Be, O, Ga, Sc ma isi atoms, ma N-ituaiga sic tioata e tele lava doped e N atoms.O le eseesega o le faʻaogaina o le doping ma le ituaiga o le ai ai se aafiaga tele i le tino ma vailaʻau o le SiC.I le taimi lava e tasi, e mafai ona tuituiina le ave fua e ala i le loloto o le doping e pei o le V, e mafai ona faateleina le tetee, ma e mafai ona maua le tioata semi-insulating SiC.
(5) Mea fa'apitoa: Ona o le vaeluaga o fa'aili, o le tioata SiC e le'i fa'aaogaina e leai se lanu ma manino.O tioata SiC doped e faʻaalia lanu eseese ona o latou meatotino eseese, mo se faʻataʻitaʻiga, 6H-SiC e lanu meamata pe a uma le doping N;4H-SiC e lanu enaena.15R-SiC e samasama.Fa'apipi'i ile Al, 4H-SiC e foliga lanumoana.O se auala faʻaogaina e iloagofie ai le ituaiga tioata SiC e ala i le matauina o le eseesega o lanu.Faatasi ai ma le faʻaauau suʻesuʻega i luga ole SiC faʻatatau i fanua i le 20 tausaga talu ai, ua tele faʻalavelave ua faia i tekinolosi fesoʻotaʻi.
Tulaga valu,Folasaga o le SiC tulaga faʻaleleia
I le taimi nei, o le SiC alamanuia ua faʻateleina le atoatoa, mai substrate wafers, epitaxial wafers i le gaosiga o masini, afifiina, ua matua le filifili pisinisi uma, ma e mafai ona tuʻuina atu SiC oloa faʻatatau i le maketi.
Cree o se ta'ita'i i le SiC fa'atupu tioata fa'aolaola ma se tulaga ta'uta'ua i le tele ma le lelei o siC substrate wafers.O lo'o gaosia nei e Cree 300,000 SiC substrate chips i le tausaga, fa'amauina mo le sili atu i le 80% o uta i le lalolagi.
Ia Setema 2019, na faasilasila ai e Cree o le a fausia se fale fou i le Setete o Niu Ioka, ISA, lea o le a faʻaaogaina le tekonolosi sili ona maualuga e faʻatupu ai le malosi o le 200 mm ma le RF SiC substrate wafers, e faʻaalia ai o lona 200 mm SiC substrate material preparation technology ua i ai. avea ma tagata matua.
I le taimi nei, o oloa autu o SiC substrate meataalo i luga o le maketi e masani lava 4H-SiC ma 6H-SiC conductive ma semi-insulated ituaiga o 2-6 inisi.
Ia Oketopa 2015, o Cree na muamua faʻalauiloa 200 mm SiC substrate wafers mo N-type ma LED, faʻailogaina le amataga o le 8-inisi SiC substrate wafers i le maketi.
I le 2016, na amata ai ona lagolagoina e Romm le au Venturi ma o ia na muamua faʻaaoga le IGBT + SiC SBD tuʻufaʻatasia i totonu o le taʻavale e sui ai le IGBT + Si FRD solution i le masani 200 kW inverter.A maeʻa le faʻaleleia, o le mamafa o le inverter e faʻaititia e le 2 kilokalama ma le tele e faʻaititia e le 19% aʻo tumau pea le mana tutusa.
I le 2017, ina ua maeʻa le faʻaaogaina o le SiC MOS + SiC SBD, e le gata o le mamafa e faʻaititia i le 6 kilokalama, o le tele e faʻaititia i le 43%, ma le faʻaogaina o le eletise e faʻateleina foi mai le 200 kW i le 220 kW.
Ina ua uma ona faʻaaogaina e Tesla masini faʻavae SIC i totonu o le faʻaliliuina autu o ana oloa Faʻataʻitaʻiga 3 i le 2018, o le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga na vave faʻateleina, ma avea ai le maketi o taavale afi xEV ma puna o le fiafia mo le maketi SiC.Faatasi ai ma le manuia o le faʻaaogaina o le SiC, o lona tau faʻatauga faʻatau maketi ua vave faʻatupulaia foi.
Tulaga iva,Fa'ai'uga:
Faatasi ai ma le faʻaauauina pea o le faʻaleleia atili o tekinolosi faʻatekonolosi a le SiC, o le a faʻaleleia atili lona gaosiga ma le faʻamaoni, o le tau o masini SiC o le a faʻaitiitia foi, ma o le a sili atu ona manino le tauvaga maketi o SiC.I le lumanaʻi, o masini SiC o le a sili atu ona faʻaaogaina i vaega eseese e pei o taavale, fesoʻotaʻiga, eletise eletise, ma felauaiga, ma o le maketi o oloa o le a lautele, ma o le a faʻalauteleina le maketi, avea ma lagolago taua mo le atunuʻu. tamaoaiga.
Taimi meli: Ian-25-2024