Faoi láthair,cairbíd sileacain (SIC)is ábhar ceirmeach seoltach teirmeach é a ndéantar staidéar gníomhach air sa bhaile agus thar lear. Tá seoltacht theirmeach teoiriciúil SiC an-ard, agus is féidir le roinnt foirmeacha criostail 270W / mK a bhaint amach, atá ina cheannaire cheana féin i measc ábhar neamhsheoltach. Mar shampla, is féidir cur i bhfeidhm seoltacht theirmeach SiC a fheiceáil in ábhair fhoshraitheanna feistí leathsheoltóra, ábhair ceirmeacha seoltachta ard teirmeach, téitheoirí agus plátaí téimh le haghaidh próiseála leathsheoltóra, ábhair capsule le haghaidh breosla núicléach, agus fáinní séalaithe gáis le haghaidh caidéil chomhbhrúiteora.
Feidhmchomhdhúile sileacainsa réimse leathsheoltóra
Is trealamh próisis thábhachtach iad dioscaí meilte agus daingneáin le haghaidh táirgeadh sliseog sileacain sa tionscal leathsheoltóra. Má tá an diosca meilt déanta as iarann teilgthe nó cruach carbóin, tá a shaol seirbhíse gearr agus tá a chomhéifeacht leathnú teirmeach mór. Le linn próiseáil sliseog sileacain, go háirithe le linn meilt nó snasta ardluais, mar gheall ar chaitheamh agus dífhoirmiú teirmeach an diosca meilt, is deacair a ráthú go bhfuil maoile agus comhthreomhar an wafer sileacain. An diosca meilt déanta ascriadóireacht chomhdhúile sileacaintá caitheamh íseal mar gheall ar a chruas ard, agus tá a chomhéifeacht leathnú teirmeach go bunúsach mar an gcéanna le sliseog sileacain, ionas gur féidir é a thalamh agus a snasta ag luas ard.
Ina theannta sin, nuair a tháirgtear sliseoga sileacain, ní mór dóibh dul faoi chóireáil teasa ardteochta agus is minic a iompraítear iad ag baint úsáide as daingneáin chomhdhúile sileacain. Tá siad teas-resistant agus neamh-millteach. Is féidir carbón cosúil le Diamond (DLC) agus bratuithe eile a chur i bhfeidhm ar an dromchla chun feidhmíocht a fheabhsú, damáiste sliseog a mhaolú, agus éilliú a chosc ó leathadh.
Ina theannta sin, mar ionadaí do na hábhair leathsheoltóra leathanbhanda den tríú glúin, tá airíonna ag ábhair chomhdhúile sileacain aonchriostail mar leithead bandgap mór (thart ar 3 huaire níos mó ná Si), seoltacht ard teirmeach (thart ar 3.3 huaire níos mó ná Si nó 10 n-uaire. is é sin le GaAs), ráta ard aistrithe saturation leictreon (thart ar 2.5 uair níos mó ná Si) agus réimse leictreach ard-bhriseadh (thart ar 10 n-uaire níos mó ná Si nó 5 huaire níos mó ná GaAs). Déanann feistí SiC suas le haghaidh lochtanna feistí ábhar leathsheoltóra traidisiúnta in iarratais phraiticiúla agus tá siad ag éirí mar phríomhshrutha na leathsheoltóirí cumhachta de réir a chéile.
Tá méadú suntasach tagtha ar an éileamh ar chriadóireacht chomhdhúile sileacain seoltachta ard teirmeach
Le forbairt leanúnach na heolaíochta agus na teicneolaíochta, tá méadú mór tagtha ar an éileamh ar chur i bhfeidhm criadóireacht chomhdhúile sileacain sa réimse leathsheoltóra, agus tá seoltacht ard teirmeach mar phríomhtháscaire dá chur i bhfeidhm i gcomhpháirteanna trealaimh déantúsaíochta leathsheoltóra. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach an taighde ar chriadóireacht chomhdhúile sileacain seoltachta ard teirmeach a neartú. Is iad na príomh-mhodhanna chun seoltacht teirmeach criadóireacht chomhdhúile sileacain a fheabhsú ná an t-ábhar ocsaigine laitíse a laghdú, an dlús a fheabhsú, agus dáileadh an dara céim sa laitíse a rialáil go réasúnta.
Faoi láthair, is beag staidéar atá déanta ar chriadóireacht chomhdhúile sileacain seoltachta ard teirmeach i mo thír, agus tá bearna mór fós i gcomparáid leis an leibhéal domhanda. I measc na dtreoracha taighde amach anseo tá:
● An próiseas ullmhúcháin taighde ar phúdar ceirmeach chomhdhúile sileacain a neartú. Tá ullmhú púdar chomhdhúile sileacain ard-íonachta, íseal-ocsaigin mar bhunús le hullmhú criadóireacht chomhdhúile sileacain seoltachta ard teirmeach;
● Roghnú na n-áiseanna sintéaraithe agus taighde teoiriciúil gaolmhar a neartú;
● Taighde agus forbairt trealaimh shintéirithe ardleibhéil a neartú. Tríd an bpróiseas shintéirithe a rialáil chun microstructure réasúnta a fháil, tá sé mar choinníoll riachtanach seoltacht teirmeach ard criadóireacht chomhdhúile sileacain a fháil.
Bearta chun seoltacht theirmeach criadóireacht chomhdhúile sileacain a fheabhsú
Is í an eochair chun seoltacht theirmeach criadóireacht SiC a fheabhsú ná minicíocht scaipthe an fhóin a laghdú agus an meánchosán saor ó phonon a mhéadú. Feabhsófar seoltacht theirmeach SiC go héifeachtach trí porosity agus dlús teorann gráin criadóireacht SiC a laghdú, íonacht teorainneacha gráin SiC a fheabhsú, neamhíonachtaí laitíse SiC nó lochtanna laitíse a laghdú, agus an t-iompróir tarchurtha sreabhadh teasa a mhéadú i SiC. Faoi láthair, is iad na príomhbhearta chun seoltacht teirmeach criadóireacht SiC a fheabhsú ná cineál agus ábhar na n-áiseanna shintéirithe agus cóireála teasa ardteochta a bharrfheabhsú.
① Cineál agus ábhar na n-áiseanna shintéirithe a bharrfheabhsú
Is minic a chuirtear áiseanna shintéirithe éagsúla leis nuair a bhíonn criadóireacht SiC seoltacht ard teirmeach á ullmhú. Ina measc, tá tionchar mór ag cineál agus ábhar na n-áiseanna shintéirithe ar sheoltacht theirmeach criadóireacht SiC. Mar shampla, déantar eilimintí Al nó O i gcabhracha shintéirithe an chórais Al2O3 a thuaslagadh go héasca isteach sa laitís SiC, rud a fhágann go bhfuil folúntais agus lochtanna ann, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar mhinicíocht scaipthe phonon. Ina theannta sin, má tá ábhar na n-áiseanna shintéirithe íseal, is deacair an t-ábhar a shintéiriú agus a dhlúthú, agus beidh méadú ar neamhíonachtaí agus lochtanna mar thoradh ar ábhar ard áiseanna shintéirithe. D’fhéadfadh go gcuirfeadh áiseanna iomarcacha shintéirithe céime leachta bac ar fhás grán SIC agus go laghdódh sé an meánchosán saor ó fhónóin. Dá bhrí sin, d'fhonn seoltacht teirmeach ard criadóireacht SiC a ullmhú, is gá ábhar na n-áiseanna shintéirithe a laghdú oiread agus is féidir agus ceanglais an dlús shintéirithe á gcomhlíonadh, agus iarracht a dhéanamh áiseanna shintéirithe atá deacair a thuaslagadh sa laitíse SiC a roghnú.
*Airíonna teirmeacha na criadóireachta SiC nuair a chuirtear áiseanna shintéirithe éagsúla leis
Faoi láthair, tá an seoltacht teirmeach uasta ag teocht an tseomra (270W·m-1·K-1) ag criadóireacht SiC atá sintéaraithe le BeO mar áis shintéirithe. Mar sin féin, is ábhar an-tocsaineach agus carcanaigineach é BeO, agus níl sé oiriúnach le cur i bhfeidhm go forleathan i saotharlanna nó i réimsí tionsclaíocha. Is é an pointe eutectic is ísle den chóras Y2O3-Al2O3 ná 1760 ℃, arb é an áis shintéirithe leachta-chéim choitianta é do chriadóireacht SiC. Mar sin féin, toisc gur furasta Al3+ a thuaslagadh isteach sa laitís SiC, nuair a úsáidtear an córas seo mar áis shintéirithe, tá seoltacht theirmeach teocht an tseomra de chuid criadóireacht SiC níos lú ná 200W·m-1·K-1.
Níl eilimintí tearc-chré cosúil le Y, Sm, Sc, Gd agus La intuaslagtha go héasca i laitíse SiC agus tá ard-chleamhnas ocsaigine acu, rud a d'fhéadfadh cion ocsaigine laitíse SiC a laghdú go héifeachtach. Dá bhrí sin, is áis shintéirithe choitianta é córas Y2O3-RE2O3 (RE=Sm, Sc, Gd, La) chun seoltacht teirmeach ard (>200W·m-1·K-1) criadóireacht SiC a ullmhú. Ag glacadh le cabhair shintéirithe chórais Y2O3-Sc2O3 mar shampla, tá luach diall ian Y3+ agus Si4+ mór, agus ní dhéantar réiteach soladach ar an dá cheann. Tá tuaslagthacht Sc i SiC íon ag 1800 ~ 2600 ℃ beag, thart ar (2~3) × 1017 adamh·cm-3.
② Cóireáil teasa ardteocht
Cuidíonn cóireáil teasa ardteochta ar chriadóireacht SiC le deireadh a chur le lochtanna laitíse, díláithriúcháin agus strusanna iarmharacha, chun claochlú struchtúrach roinnt ábhar éagruthach go criostail a chur chun cinn, agus an éifeacht scaipthe phonon a lagú. Ina theannta sin, is féidir le cóireáil teasa ardteochta fás gráin SiC a chur chun cinn go héifeachtach, agus ar deireadh thiar feabhas a chur ar airíonna teirmeacha an ábhair. Mar shampla, tar éis cóireála teasa ardteochta ag 1950 ° C, mhéadaigh comhéifeacht idirleathadh teirmeach criadóireacht SiC ó 83.03mm2·s-1 go 89.50mm2·s-1, agus mhéadaigh seoltacht teirmeach teocht an tseomra ó 180.94W·m -1·K-1 go 192.17W·m-1·K-1. Feabhsaíonn cóireáil teasa ardteochta go héifeachtach cumas dí-ocsaídiúcháin an chúnaimh shintéirithe ar dhromchla SiC agus laitíse, agus déanann sé an nasc idir gráin SiC níos déine. Tar éis cóireála teasa ardteochta, feabhsaíodh seoltacht theirmeach teocht an tseomra go mór le criadóireacht SiC.
Am postála: Oct-24-2024