Geniş bant aralıklı bir yarı iletken malzeme türü olan silisyum karbür (SiC), modern bilim ve teknolojinin uygulanmasında giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Silisyum karbür, mükemmel termal kararlılığa, yüksek elektrik alan toleransına, iletkenliğe ve diğer mükemmel fiziksel ve optik özelliklere sahip olup, optoelektronik cihazlarda ve güneş enerjili cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha verimli ve kararlı elektronik cihazlara olan talebin artması nedeniyle, silisyum karbürün gelişen teknolojisinde uzmanlaşmak giderek daha önemli hale gelmiştir.
Peki SiC büyüme süreci hakkında ne kadar bilgi sahibisiniz?
Bugün silisyum karbür tek kristallerinin büyümesi için üç ana tekniği tartışacağız: fiziksel buhar iletimi (PVT), sıvı faz epitaksi (LPE) ve yüksek sıcaklıkta kimyasal buhar biriktirme (HT-CVD).
Fiziksel Buhar Transfer Yöntemi (PVT)
Fiziksel buhar transfer yöntemi, en yaygın kullanılan silisyum karbür büyütme işlemlerinden biridir. Tek kristal silisyum karbürün büyümesi, esas olarak silisyum tozunun süblimleşmesine ve yüksek sıcaklık koşullarında tohum kristali üzerine yeniden birikmesine bağlıdır. Kapalı bir grafit potada, silisyum karbür tozu yüksek sıcaklığa ısıtılır, sıcaklık gradyanı kontrolüyle silisyum karbür buharı tohum kristalinin yüzeyinde yoğunlaşır ve kademeli olarak büyük boyutlu bir tek kristal oluşturur.
Şu anda tedarik ettiğimiz monokristalin SiC'lerin büyük çoğunluğu bu büyüme yöntemiyle üretilmektedir. Bu aynı zamanda sektörde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.
Sıvı faz epitaksi (LPE)
Silisyum karbür kristalleri, katı-sıvı ara yüzeyinde bir kristal büyütme işlemiyle sıvı faz epitaksisi kullanılarak hazırlanır. Bu yöntemde, silisyum karbür tozu yüksek sıcaklıkta bir silisyum-karbon çözeltisinde çözülür ve ardından sıcaklık düşürülerek silisyum karbürün çözeltiden çökelmesi ve çekirdek kristaller üzerinde büyümesi sağlanır. LPE yönteminin temel avantajı, daha düşük bir büyütme sıcaklığında yüksek kaliteli kristaller elde edebilmesi, nispeten düşük maliyetli olması ve büyük ölçekli üretime uygun olmasıdır.
Yüksek Sıcaklık Kimyasal Buhar Biriktirme (HT-CVD)
Silisyum ve karbon içeren gazın yüksek sıcaklıkta reaksiyon odasına sokulmasıyla, silisyum karbürün tek kristal tabakası kimyasal reaksiyon yoluyla doğrudan tohum kristalinin yüzeyine biriktirilir. Bu yöntemin avantajı, gazın akış hızı ve reaksiyon koşullarının hassas bir şekilde kontrol edilebilmesi ve böylece yüksek saflıkta ve az kusurlu bir silisyum karbür kristali elde edilebilmesidir. HT-CVD işlemi, özellikle son derece yüksek kaliteli malzemelerin gerekli olduğu uygulamalar için değerli olan mükemmel özelliklere sahip silisyum karbür kristalleri üretebilir.
Silisyum karbürün büyüme süreci, uygulama ve gelişiminin temel taşıdır. Sürekli teknolojik yenilik ve iyileştirmeler sayesinde, bu üç büyüme yöntemi farklı durumların ihtiyaçlarını karşılamak için kendi rollerini oynayarak silisyum karbürün önemli konumunu sağlamlaştırır. Araştırma ve teknolojik ilerlemenin derinleşmesiyle, silisyum karbür malzemelerin büyüme süreci optimize edilmeye devam edecek ve elektronik cihazların performansı daha da iyileştirilecektir.
(sansürleme)
Gönderi zamanı: 23 Haz 2024