SiC монокристалы – 1:1 стехиометриялық қатынасында Si және C деген екі элементтен тұратын IV-IV топтағы қосылыс жартылай өткізгіш материал. Оның қаттылығы алмаздан кейін екінші орында.
SiC алу үшін кремний оксидін көміртекті тотықсыздандыру әдісі негізінен келесі химиялық реакция формуласына негізделген:
Кремний оксидінің көміртегі тотықсыздануының реакциялық процесі салыстырмалы түрде күрделі, онда реакция температурасы соңғы өнімге тікелей әсер етеді.
Кремний карбидін дайындау процесінде шикізатты ең алдымен қарсылық пешіне салады. Қарсылық пеші екі шетіндегі шеткі қабырғалардан тұрады, ортасында графит электроды бар, ал пештің өзегі екі электродты байланыстырады. Пештің өзегінің шетіне алдымен реакцияға қатысатын шикізат, содан кейін жылуды сақтау үшін қолданылатын материалдар шетіне орналастырылады. Балқыту басталған кезде қарсылық пешіне қуат беріледі және температура Цельсий бойынша 2600-ден 2700 градусқа дейін көтеріледі. Электрлік жылу энергиясы пештің өзегінің беті арқылы зарядқа беріледі, бұл оның біртіндеп қызуын тудырады. Зарядтың температурасы 1450 градус Цельсийден асқанда кремний карбиді мен көміртегі тотығы газын түзу үшін химиялық реакция жүреді. Балқыту процесі жалғасқан сайын шихтадағы жоғары температура аймағы бірте-бірте кеңейіп, түзілетін кремний карбидінің мөлшері де артады. Кремний карбиді пеште үздіксіз түзіледі, булану және қозғалыс арқылы кристалдар бірте-бірте өсіп, ақырында цилиндрлік кристалдарға жиналады.
Кристаллдың ішкі қабырғасының бір бөлігі жоғары температура Цельсий бойынша 2600 градустан асатындықтан ыдырай бастайды. Ыдырау нәтижесінде алынған кремний элементі шихтадағы көміртегі элементімен қайта қосылып, жаңа кремний карбиді түзеді.
Кремний карбидінің (SiC) химиялық реакциясы аяқталып, пеш салқындаған кезде келесі қадам басталуы мүмкін. Алдымен пештің қабырғалары бөлшектенеді, содан кейін пештегі шикізат таңдалып, қабат-қабат жіктеледі. Таңдалған шикізат біз қалаған түйіршікті материалды алу үшін ұсақталады. Содан кейін шикізаттағы қоспалар сумен жуу немесе қышқыл және сілті ерітінділерімен тазалау, сондай-ақ магниттік бөлу және басқа әдістер арқылы жойылады. Тазартылған шикізатты кептіру керек, содан кейін қайтадан сүзгілеу керек, соңында таза кремний карбиді ұнтағын алуға болады. Қажет болған жағдайда, бұл ұнтақтар ұсақ кремний карбиді ұнтағын алу үшін пішіндеу немесе ұсақ ұнтақтау сияқты нақты қолдануға сәйкес одан әрі өңделуі мүмкін.
Арнайы қадамдар келесідей:
(1) Шикізат
Жасыл кремний карбиді микро ұнтағы дөрекі жасыл кремний карбиді ұсақтау арқылы өндіріледі. Кремний карбидінің химиялық құрамы 99%-дан жоғары, ал бос көміртегі мен темір оксиді 0,2%-дан аз болуы керек.
(2) Сынған
Кремний карбидті құмды ұсақ ұнтаққа ұсақтау үшін қазіргі уақытта Қытайда екі әдіс қолданылады, бірі - үзік-үзік ылғалды шарикті диірменді ұсақтау, екіншісі - ауа ағыны ұнтағы диірменін пайдаланып ұсақтау.
(3) Магниттік бөлу
Кремний карбиді ұнтағын ұсақ ұнтаққа ұсақтау үшін қандай әдіс қолданылса да, әдетте ылғалды магниттік сепарация және механикалық магниттік бөлу қолданылады. Себебі дымқыл магниттік сепарация кезінде шаң болмайды, магниттік материалдар толығымен бөлінеді, магниттік сепарациядан кейінгі өнімде темір аз болады, ал магниттік материалдар алып кететін кремний карбиді ұнтағы да аз болады.
(4) Суды бөлу
Суды бөлу әдісінің негізгі принципі бөлшектердің өлшемі бойынша сұрыптауды орындау үшін судағы әртүрлі диаметрлі кремний карбиді бөлшектерінің әртүрлі шөгу жылдамдығын пайдалану болып табылады.
(5) Ультрадыбыстық скрининг
Ультрадыбыстық технологияның дамуымен ол микро-ұнтақ технологиясының ультрадыбыстық скринингінде кеңінен қолданылды, ол негізінен күшті адсорбция, оңай агломерация, жоғары статикалық электр, жоғары нәзіктік, жоғары тығыздық және жеңіл салыстырмалы ауырлық сияқты скрининг мәселелерін шеше алады. .
(6) Сапаны тексеру
Микроұнтақтың сапасын тексеру химиялық құрамды, бөлшектердің мөлшерін және басқа элементтерді қамтиды. Тексеру әдістері мен сапа стандарттарын «Кремний карбидінің техникалық шарттары» бөлімінен қараңыз.
(7) Ұнтақтау шаңын өндіру
Микро ұнтақ топтастырылып, сүзілгеннен кейін материал басын ұнтақтау ұнтағын дайындау үшін пайдалануға болады. Ұнтақтау ұнтағын өндіру қалдықтарды азайтып, өнім тізбегін ұзартуы мүмкін.
Хабарлама уақыты: 13 мамыр 2024 ж