碳化矽微粉在矽片生產中的應用
矽片的生產首先是準備碳化矽基。目前多用於改進Lly法、高溫CVD法、溶液法。
Lly法又稱昇華法,其基本原理是:在空心圓柱形石墨(石墨外層,內置多孔石墨環)中,投入工業級純度的碳化矽粉末與多孔石墨環之間加熱2500℃在此溫度下分解昇華,生成矽單晶、SI2C、SIC2等一系列氣相物質。由於內壁和多孔石墨環之間的溫度梯度,這些氣相在多角菌的內壁隨機生成晶核。但Lly的化率低,晶核難以控制,會形成不同的結構,尺寸有限。
隨著研究的深入,研究人員提出改進Lely法,又稱物理氣體傳輸法(PVT),是在Lly法的基礎上改進而來。SIC源對晶種的物質傳輸可以控制晶核和晶體。該方法可以獲得直徑較大、膨脹缺陷密度較低的SIC晶體。隨著生長技術的不斷提高,已實現產業化的企業有美國科銳、道康寧、Ⅱ-ⅵ、德國SiCRYSTAL、日本新日鐵、山東天越、中國天都恆達等。
在PVT法中,影響SIC晶體合成的因素很多。其中,SIC粉體作為合成原料,將直接影響SIC單晶的生長質量和電學性能。因此,近年來,製備高純SIC粉體逐漸成為SIC單晶生長領域的研究熱點。目前工業上合成SIC粉體的方法主要有3種:第一種是固相法,固相法中最具代表性的是艾奇遜法和自鋪展高溫合成法;該法最具代表性的是溶液-凝膠法和聚合物熱分解法;三是氣相法。氣相法最具代表性的是化學氣相沉積法和等離子體法。