Synthèse de poudre de carbure de silicium de haute pureté

Comment le SiC parvient-il à s’imposer dans le domaine des semi-conducteurs ? 

Cela est principalement dû à ses caractéristiques exceptionnelles de large bande interdite, allant de 2,3 à 3,3 eV, qui en font un matériau idéal pour la fabrication de dispositifs électroniques haute fréquence et haute puissance. Cette fonctionnalité peut être comparée à la construction d’une large autoroute pour les signaux électroniques, garantissant un passage fluide des signaux haute fréquence et établissant une base solide pour un traitement et une transmission des données plus efficaces et plus rapides.

Sa large bande interdite, allant de 2,3 à 3,3 eV, est un facteur clé, ce qui la rend idéale pour les appareils électroniques haute fréquence et haute puissance. C'est comme si une vaste autoroute avait été pavée pour les signaux électroniques, leur permettant de circuler sans entrave, établissant ainsi une base solide pour une efficacité et une rapidité accrues dans le traitement et le transfert des données.

Sa conductivité thermique élevée, qui peut atteindre 3,6 à 4,8 W·cm⁻¹·K⁻¹. Cela signifie qu'il peut rapidement dissiper la chaleur, agissant comme un « moteur » de refroidissement efficace pour les appareils électroniques. Par conséquent, le SiC fonctionne exceptionnellement bien dans les applications exigeantes de dispositifs électroniques qui nécessitent une résistance aux radiations et à la corrosion. Qu'il soit confronté au défi du rayonnement des rayons cosmiques dans l'exploration spatiale ou à l'érosion corrosive dans des environnements industriels difficiles, le SiC peut fonctionner de manière stable et rester inébranlable.

Sa mobilité élevée à saturation des porteurs, allant de 1,9 à 2,6 × 10⁷ cm·s⁻¹. Cette fonctionnalité élargit encore son potentiel d'application dans le domaine des semi-conducteurs, améliorant efficacement les performances des appareils électroniques en assurant le mouvement rapide et efficace des électrons à l'intérieur des appareils, fournissant ainsi un support solide pour obtenir des fonctionnalités plus puissantes.

Comment l’histoire du développement des matériaux cristallins SiC (carbure de silicium) a-t-elle évolué ? 

Revenir sur le développement des matériaux cristallins SiC, c'est comme tourner les pages d'un livre de progrès scientifique et technologique. Dès 1892, Acheson inventa une méthode de synthèsePoudre de SiCà partir de silice et de carbone, initiant ainsi l'étude des matériaux SiC. Cependant, la pureté et la taille des matériaux SiC obtenus à cette époque étaient limitées, tout comme un bébé dans des langes, bien que possédant un potentiel infini, nécessitait encore une croissance et un raffinement continus.

C'est en 1955 que Lely a réussi à produire des cristaux de SiC relativement purs grâce à la technologie de sublimation, marquant une étape importante dans l'histoire du SiC. Cependant, les matériaux en forme de plaque de SiC obtenus à partir de cette méthode étaient de petite taille et présentaient de grandes variations de performances, un peu comme un groupe de soldats inégaux, ayant du mal à former une force de combat puissante dans des domaines d'application haut de gamme.

C'est entre 1978 et 1981 que Tairov et Tsvetkov ont développé la méthode de Lely en introduisant des germes de cristaux et en concevant soigneusement des gradients de température pour contrôler le transport des matériaux. Cette démarche innovante, désormais connue sous le nom de méthode Lely améliorée ou méthode de sublimation assistée par semis (PVT), a ouvert une nouvelle aube pour la croissance des cristaux de SiC, améliorant considérablement la qualité et le contrôle de la taille des cristaux de SiC et posant une base solide pour la croissance des cristaux de SiC. application généralisée du SiC dans divers domaines.

Quels sont les éléments essentiels à la croissance des monocristaux de SiC ? 

La qualité de la poudre de SiC joue un rôle crucial dans le processus de croissance des monocristaux de SiC. Lors de l'utilisationPoudre de β-SiCpour faire croître des monocristaux de SiC, une transition de phase vers l'α-SiC peut se produire. Cette transition affecte le rapport molaire Si/C dans la phase vapeur, un peu comme un délicat exercice d’équilibre chimique ; une fois perturbée, la croissance cristalline peut être affectée, de la même manière que l’instabilité d’une fondation entraînant l’inclinaison d’un bâtiment entier.

Ils proviennent principalement de la poudre de SiC, avec une relation linéaire étroite existant entre eux. En d’autres termes, plus la pureté de la poudre est élevée, meilleure est la qualité du monocristal. Par conséquent, la préparation de poudre de SiC de haute pureté devient la clé de la synthèse de monocristaux de SiC de haute qualité. Cela nous oblige à contrôler strictement la teneur en impuretés pendant le processus de synthèse de la poudre, en veillant à ce que chaque « molécule de matière première » réponde à des normes élevées pour fournir la meilleure base pour la croissance des cristaux.

Quelles sont les méthodes de synthèsepoudre de SiC de haute pureté? 

Actuellement, il existe trois approches principales pour synthétiser de la poudre de SiC de haute pureté : les méthodes en phase vapeur, en phase liquide et en phase solide.

Il contrôle intelligemment la teneur en impuretés dans la source de gaz, y compris les méthodes CVD (Chemical Vapor Deposition) et plasma. Le CVD utilise la « magie » des réactions à haute température pour obtenir une poudre de SiC ultra fine et de haute pureté. Par exemple, en utilisant (CH₃)₂SiCl₂ comme matière première, une poudre de nanocarbure de silicium de haute pureté et à faible teneur en oxygène est préparée avec succès dans un « four » à des températures allant de 1 100 à 1 400 ℃, un peu comme si on sculptait méticuleusement des œuvres d'art exquises dans le monde microscopique. Les méthodes plasma, quant à elles, s’appuient sur la puissance des collisions électroniques à haute énergie pour réaliser une synthèse de haute pureté de poudre de SiC. À l'aide d'un plasma micro-ondes, le tétraméthylsilane (TMS) est utilisé comme gaz de réaction pour synthétiser une poudre de SiC de haute pureté sous « l'impact » d'électrons de haute énergie. Bien que la méthode en phase vapeur puisse atteindre une pureté élevée, son coût élevé et son taux de synthèse lent la rapprochent d'un artisan hautement qualifié qui charge beaucoup et travaille lentement, ce qui rend difficile de répondre aux exigences d'une production à grande échelle.

La méthode sol-gel se distingue par la méthode en phase liquide, capable de synthétiser desPoudre de SiC. En utilisant un sol de silicium industriel et une résine phénolique hydrosoluble comme matières premières, une réaction de réduction carbothermique est réalisée à haute température pour finalement obtenir de la poudre de SiC. Cependant, la méthode en phase liquide est également confrontée à des problèmes de coût élevé et à un processus de synthèse complexe, un peu comme un chemin semé d'épines qui, bien qu'il puisse atteindre son objectif, est semé d'embûches.

Grâce à ces méthodes, les chercheurs continuent de s'efforcer d'améliorer la pureté et le rendement de la poudre de SiC, favorisant ainsi la technologie de croissance des monocristaux de carbure de silicium à des niveaux plus élevés.

Offres SemicorexHPoudre SiC de haute puretépour les procédés semi-conducteurs. Si vous avez des questions ou avez besoin de détails supplémentaires, n'hésitez pas à nous contacter.

Téléphone de contact # +86-13567891907

Courriel : sales@semicorex.com