एलपीई पी-टाइप 4 एच-एसआईसी सिंगल क्रिस्टल और 3 सी-एसआईसी सिंगल क्रिस्टल तैयार करने के लिए महत्वपूर्ण तरीका है

तीसरी पीढ़ी के चौड़े बैंडगैप सेमीकंडक्टर सामग्री के रूप में,सिस (सिलिकॉन कार्बाइड)उत्कृष्ट भौतिक और विद्युत गुण हैं, जो बनाता है कि इसमें बिजली अर्धचालक उपकरणों के क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। हालांकि, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेट की तैयारी तकनीक में उच्च तकनीकी बाधाएं हैं। क्रिस्टल ग्रोथ प्रक्रिया को उच्च तापमान और कम दबाव के वातावरण में किया जाना चाहिए, और कई पर्यावरणीय चर हैं, जो सिलिकॉन कार्बाइड के औद्योगिक अनुप्रयोग को बहुत प्रभावित करते हैं। पहले से ही औद्योगिक रूप से भौतिक वाष्प परिवहन विधि (PVT) का उपयोग करके P- प्रकार 4H-SIC और क्यूबिक SIC सिंगल क्रिस्टल को विकसित करना मुश्किल है। तरल चरण विधि में पी-टाइप 4H-SIC और क्यूबिक Sic सिंगल क्रिस्टल के विकास में अद्वितीय लाभ हैं, जो उच्च-आवृत्ति, उच्च-वोल्टेज, उच्च-शक्ति IGBT उपकरणों और उच्च-विश्वसनीयता, उच्च-स्थिरता और लंबे समय तक जीवन के लिए सामग्री नींव रखते हैं। यद्यपि तरल चरण विधि अभी भी औद्योगिक अनुप्रयोग में कुछ तकनीकी कठिनाइयों का सामना करती है, बाजार की मांग को बढ़ावा देने और प्रौद्योगिकी में निरंतर सफलताओं के साथ, तरल चरण विधि बढ़ने के लिए एक महत्वपूर्ण विधि बनने की उम्मीद हैसिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टलभविष्य में।

हालांकि SIC पावर डिवाइस के कई तकनीकी फायदे हैं, लेकिन उनकी तैयारी कई चुनौतियों का सामना करती है। उनमें से, एसआईसी धीमी गति से विकास दर के साथ एक कठिन सामग्री है और इसके लिए उच्च तापमान (2000 डिग्री सेल्सियस से अधिक) की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक लंबी उत्पादन चक्र और उच्च लागत होती है। इसके अलावा, एसआईसी सब्सट्रेट की प्रसंस्करण प्रक्रिया जटिल है और विभिन्न दोषों के लिए प्रवण है। वर्तमान में,सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटतैयारी प्रौद्योगिकियों में पीवीटी विधि (भौतिक वाष्प परिवहन विधि), तरल चरण विधि और उच्च तापमान वाष्प चरण रासायनिक जमाव विधि शामिल हैं। वर्तमान में, उद्योग में बड़े पैमाने पर सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ मुख्य रूप से पीवीटी विधि को अपनाता है, लेकिन यह तैयारी विधि सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल का उत्पादन करने के लिए बहुत चुनौतीपूर्ण है: सबसे पहले, सिलिकॉन कार्बाइड में 200 से अधिक क्रिस्टल रूप हैं, और विभिन्न क्रिस्टल रूपों के बीच मुक्त ऊर्जा अंतर बहुत कम है। इसलिए, पीवीटी विधि द्वारा सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल के विकास के दौरान चरण परिवर्तन होना आसान है, जिससे कम उपज की समस्या पैदा होगी। इसके अलावा, सिलिकॉन ने सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन की वृद्धि दर की तुलना में, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल की वृद्धि दर बहुत धीमी है, जो सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेट को अधिक महंगा बनाती है। दूसरा, पीवीटी विधि द्वारा बढ़ते सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल का तापमान 2000 डिग्री सेल्सियस से अधिक है, जिससे तापमान को सटीक रूप से मापना असंभव हो जाता है। तीसरा, कच्चे माल को अलग -अलग घटकों के साथ उच्चतर किया जाता है और विकास दर कम होती है। चौथा, PVT विधि उच्च गुणवत्ता वाले P-4H-SIC और 3C-SIC सिंगल क्रिस्टल नहीं बढ़ सकती है।

तो, तरल चरण प्रौद्योगिकी क्यों विकसित करें? एन-टाइप 4 एच सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल (नए ऊर्जा वाहन, आदि) बढ़ते हुए पी-टाइप 4 एच-एसआईसी सिंगल क्रिस्टल और 3 सी-एसआईसी सिंगल क्रिस्टल नहीं बढ़ सकते हैं। भविष्य में, पी-टाइप 4H-SIC सिंगल क्रिस्टल IGBT सामग्री तैयार करने का आधार होगा, और इसका उपयोग कुछ एप्लिकेशन परिदृश्यों जैसे कि उच्च अवरुद्ध वोल्टेज और उच्च वर्तमान IGBT, जैसे रेल परिवहन और स्मार्ट ग्रिड में किया जाएगा। 3C-SIC 4H-SIC और MOSFET उपकरणों की तकनीकी अड़चनों को हल करेगा। तरल चरण विधि उच्च-गुणवत्ता वाले पी-टाइप 4H-SIC सिंगल क्रिस्टल और 3C-SIC सिंगल क्रिस्टल को बढ़ाने के लिए बहुत उपयुक्त है। तरल चरण विधि में उच्च गुणवत्ता वाले क्रिस्टल बढ़ने का लाभ है, और क्रिस्टल विकास सिद्धांत यह निर्धारित करता है कि अल्ट्रा-उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल को उगाया जा सकता है।

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