Kõrge puhtusastmega ränipulbri sünteesiprotsess
Õhukesed kihid sadestati temperatuuril 1250-1350 ℃ keemilise auruga sadestamise teel, helvesgrafiit substraadina ja metüülkloroalkaan/vesinik reaktsioonigaasina ja kandjagaasina. Seejärel saadi oksüdeerimise, marineerimise ja peenestamise teel kõrge puhtusastmega ränipulbrid osakeste suurusega 200 ~ 1200 mikronit.
Kuigi kõrge puhtusastmega ja kõrge puhtusastmega ränipulber valmistati selle meetodiga, oli järgnev protsess keeruline, tooraine kallis ja saagikus väike.
W. Zhu jt. tootis ülipeeneid ja kõrge puhtusastmega pulbreid temperatuuril 1200–1400 ℃ keemilise auruga sadestamise teel, kasutades reaktsioonigaasidena silaani ja atsetüleeni ning kandjagaasina vesinikku.
Kasutades reaktsiooni allikana heksametüülsilaani ja kandjagaasina vesinikku ja argooni, on Anaguta et al. valmistati ka ülipeene kõrge puhtusastmega ja kõrge puhtusastmega ränipulbrit keemilise auruga sadestamise teel temperatuuril 1050–1250 ℃.
Mõlemad rühmad kasutasid orgaanilise gaasi allikatest kõrge puhtusastmega ränipulbrite tootmiseks keemilist auruga sadestamist (CVD). Valmistatakse aga nanomõõtmelist ülipeenet pulbrit. Kuigi puhtus on kõrge, pole seda lihtne koguda ega sobi kõrge puhtusastmega kõrge puhtusastmega ränipulbri masstootmiseks, mis ei soodusta hilisema industrialiseerimise arengut.
Tootmismeetod automaatkäigukasti jaoks
Selle meetodi puhul kasutati toorainena ränidioksiidipulbrit ja tahma ning lisati muid aktivaatoreid, et toota pulber otse temperatuuril 1000 ~ 1150 ℃. Katalüsaatori kasutuselevõtt mõjutab paratamatult kõrge puhtusastmega ränipulbri puhtust ja kvaliteeti.
Seetõttu on paljud teadlased selle põhjal välja pakkunud täiustatud iseenese leviku sünteesi meetodi. Peamine parandus on vältida aktivaatorite kasutuselevõttu ning tagada pidev ja tõhus tootmisreaktsioon, suurendades tootmistemperatuuri ja pidevat kuumutamist.
Juba 1999. aastal Jaapanis, kus räniallikaks oli etüülosilikaat, süsinikuallikana fenoolvaik, vahemikus 1700–2000 ℃, kasutades põlemismeetodit 10–500 μm pulbri osakeste saamiseks, lisandite sisalduse massiosa on alla 0,5 × 10-6.
Selle meetodi reagendid kasutavad aga orgaanilist ainet, seega on tooraine maksumus kõrge, mis ei soodusta suure puhtusega ränipulbri suurtootmist. Hiina Teaduste Akadeemia Shanghai räniuuringute instituudi teadlased tootsid kõrgel temperatuuril argooni atmosfääris 99,9 ja 99,999 protsenti massifraktsioone.
Jt. kasutanud süsinikuallikatena aktiivsütt (osakeste suurus 20–100 mikronit) ja helvesgrafiiti (osakeste suurus 5–25 mikronit) (massifraktsioon 99,9%) ja räni allikatena kõrge puhtusastmega räni (osakeste suurus 10–270 mikronit, massifraktsioon 99,999) %).
Kõrge puhtusastmega ränipulber valmistati vaakumpaagutusahjus argooni atmosfääri all temperatuuril 1900 ℃. Tulemused näitavad, et kõrge vaakumiga ränipulbri puhtus on parem kui kandjagaasil. Lisaks kasutatakse kõrgvaakumis toodetud kõrge puhtusastmega ränipulbrit ühekristallide kasvatamiseks. Tulemused näitavad, et kasvanud üksikkristallidel on kõrge puhtusastmega ja suurepärased poolisolatsiooniomadused, mis vastavad seotud seadmete poolisolatsioonialuste nõuetele. Kõrge puhtusastmega pulbri tootmistehnoloogia väljavaade
Parem iseliikuv tootmine on tavaline meetod üksikristallide kasvatamiseks laboris, kuna tooraine on odav ja lihtne. Leiti, et erinevatel tootmisprotsessi parameetritel on teatud mõju tootmistoodetele.
Täna on vaja tugevdada teadusuuringuid järgmistes aspektides:
1. Kõrge puhtusastmega ränipulbri tootmismehhanismi uuriti põhjalikult, eriti põhiteooriat selliste parameetrite nagu osakeste suurus, kuju, osakeste suuruse jaotus ja puhtus tõhusaks kontrollimiseks.
2. Kuidas veelgi tugevdada teadusuuringuid, et täiustada automaatkäigukasti kõrge puhtusastmega ränipulbri tootmismeetodit, et valmistada kõrge kvaliteediga ja kõrge puhtusega pulber, mis sobib ühekristalliliseks kasvatamiseks madalate kulude ja lihtsa protsessi alusel, seega tõhusalt parandada SiC ühekristallilise substraadi kasvu kvaliteeti, edendada rakendusseadmete tööstuse arengut Hiinas.
