Siliziumkarbidpulver elektronischer Grad

Als Kernmaterial der Halbleiter der dritten Generation,,Siliziumkarbid (sic)spielt eine zunehmend wichtige Rolle in High-Tech-Bereichen wie neuen Energiefahrzeugen, Photovoltaik-Energiespeicherung und 5G-Kommunikation aufgrund ihrer hervorragenden physischen Eigenschaften. Derzeit beruht die Synthese von Siliziumcarbidpulver mit elektronischem Qualität hauptsächlich auf der verbesserten selbstpropagierenden Hochtemperatur-Synthesemethode (Verbrennungssynthesemethode). Diese Methode erreicht eine effiziente Synthese von Siliziumcarbid durch die Verbrennungsreaktion von SI -Pulver und C -Pulver in Kombination mit einer externen Wärmequelle (z. B. der Heizung der Induktionspulen).

Schlüsselprozessparameter, die die Qualität von beeinflussenSic pulver

1. Einfluss des C/Si -Verhältnisses:

  Die Effizienz der SIC-Pulversynthese ist eng mit dem Verhältnis von Silizium zu Kohlenstoff (Si/C) verbunden. Im Allgemeinen hilft ein C/Si -Verhältnis von 1: 1, eine unvollständige Verbrennung zu verhindern und eine höhere Umwandlungsrate zu gewährleisten. Während eine leichte Abweichung von diesem Verhältnis zunächst die Umwandlungsrate der Verbrennungsreaktion erhöhen kann, kann ein C/Si -Verhältnis von 1,1: 1 zu Problemen führen. Überschüssiger Kohlenstoff kann in den sic -Partikeln eingeschlossen werden, was es schwierig macht, die Reinheit des Materials zu entfernen und zu beeinflussen.

2. Einfluss der Reaktionstemperatur:

  Die Reaktionstemperatur beeinflusst signifikant die Phasenzusammensetzung und Reinheit des SiC -Pulvers:

  -Bei Temperaturen ≤ 1800 ° C wird hauptsächlich 3c-sic (β-sic) produziert.

  -Um 1800 ° C verwandelt sich β-SIC allmählich in α-SIC.

  - Bei Temperaturen ≥ 2000 ° C wird das Material fast vollständig in α-SIC umgewandelt, was seine Stabilität verbessert.

3. Auswirkung des Reaktionsdrucks

Der Reaktionsdruck beeinflusst die Partikelgrößenverteilung und Morphologie von SiC -Pulver. Ein höherer Reaktionsdruck hilft, die Partikelgröße zu kontrollieren und die Dispersion und Gleichmäßigkeit des Pulvers zu verbessern.

4. Auswirkung der Reaktionszeit

Die Reaktionszeit beeinflusst die Phasenstruktur und die Korngröße von SiC-Pulver: Unter hohen Temperaturbedingungen (z. B. 2000 ℃) ändert sich die Phasenstruktur von SIC allmählich von 3c-sic zu 6H-SIC; Wenn die Reaktionszeit weiter verlängert wird, kann sogar 15R-SIC erzeugt werden. Darüber hinaus verstärkt eine langfristige Hochtemperaturbehandlung die Sublimation und das Nachwachsen der Partikel, wodurch kleine Partikel allmählich zu großen Partikeln zusammengefasst werden.

Vorbereitungsmethoden für SiC -Pulver

Die Vorbereitung vonSiliziumkarbidpulver (sic)kann neben der Verbrennungssynthesemethode in drei Hauptmethoden eingeteilt werden: Festphase, flüssige Phase und Gasphase.

1. Festphasenmethode: Carbon -Wärmereduktion

  - Rohstoffe: Siliziumdioxid (SiO₂) als Siliziumquelle und Carbonschwarz als Kohlenstoffquelle.

  - Prozess: Die beiden Materialien werden in präzisen Proportionen gemischt und auf hohe Temperaturen erhitzt, wo sie auf SIC -Pulver reagieren.

  -Vorteile: Diese Methode ist gut etabliert und für eine großflächige Produktion geeignet.

  - Nachteile: Die Kontrolle der Reinheit des resultierenden Pulvers kann eine Herausforderung sein.

2. Methode Flüssigphasen: Gel-Sol-Methode

  - Prinzip: Diese Methode beinhaltet das Auflösen von Alkoholsalzen oder anorganischen Salzen, um eine gleichmäßige Lösung zu erzeugen. Durch Hydrolyse- und Polymerisationsreaktionen wird ein Sol gebildet, das dann getrocknet und wärmebehandelt wird, um SiC-Pulver zu erhalten.

  - Vorteile: Dieser Prozess ergibt ultrafeine SiC -Pulver mit gleichmäßiger Partikelgröße.

  - Nachteile: Es ist komplexer und verursacht höhere Produktionskosten.

3. Gasphasenmethode: Chemische Dampfabscheidung (CVD)

  - Rohstoffe: gasförmige Vorläufer wie Silan (SiH₄) und Kohlenstofftetrachlorid (CCl₄).

  - Prozess: Die Vorläufergase diffundieren und werden chemischen Reaktionen in einer geschlossenen Kammer unterzogen, was zur Ablagerung und Bildung von sic führt.

  - Vorteile: SIC-Pulver, das durch diese Methode erzeugt wird, ist von hoher Reinheit und für hochwertige Halbleiteranwendungen geeignet.

  - Nachteile: Das Gerät ist teuer und der Produktionsprozess ist komplex.

Diese Methoden bieten verschiedene Vor- und Nachteile, wodurch sie für verschiedene Anwendungen und Produktionsskalen geeignet sind.

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