O auala autū mo le totoina o tioata ta'itasi o le silicon carbide e aofia ai le Physical Vapor Transport (PVT), Top-Seeded Solution Growth (TSSG), ma le High-Temperature Chemical Vapor Deposition (HT-CVD).

Faatasi ai ma nei mea, o le metotia PVT ua avea ma metotia autu mo le gaosiga o alamanuia ona o le faigofie o le setiina o meafaigaluega, faigofie o le faagaoioiga ma le pulea, ma le maualalo o tau o meafaigaluega ma galuega faatino.

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Vaega Fa'apitoa Autū o le Tuputupu A'e o le SiC Crystal e Fa'aaogaina ai le Metotia PVT

Mo le fa'atupuina o tioata silicon carbide e fa'aaoga ai le metotia PVT, e tatau ona pulea ma le fa'aeteete ni nai vaega fa'apitoa:

1. Mamā o Mea Fa'a-Grafit i le Fanua Fa'avevela
   E tatau i mea o le karapite e fa'aaogaina i le fanua fa'avevela o le tuputupu a'e o le tioata ona ausia tulaga mana'omia o le mama. E tatau ona i lalo ifo o le 5 × 10⁻⁶ le aofa'i o mea leaga i vaega o le karapite, ma mo mea e fa'avevela ai le vevela e tatau ona i lalo ifo o le 10 × 10⁻⁶. Ae maise lava, e tatau ona i lalo ifo o le 0.1 × 10⁻⁶ le aofa'i o mea o lo'o i totonu o le boron (B) ma le alumini (Al).

2. Polarity Sa'o o le Kirīsaito Fatu
   O faʻamaumauga faʻapitoa e faʻaalia ai o le C-face (0001) e talafeagai mo le totoina o tioata 4H-SiC, ae o le Si-face (0001) e talafeagai mo le tuputupu aʻe o le 6H-SiC.

3. Fa'aaogāina o Kilisitala Fatu e Le o i le Axis
   E mafai e fatu e ese mai le laina e suia ai le tuputupu aʻe tutusa, faʻaitiitia ai faʻaletonu o le tioata, ma faʻaleleia atili ai le lelei o le tioata.

4. Tomai Fa'atuatuaina mo le Fa'apipi'iina o le Kirīsaita o Fatu
   O le fusifusia lelei i le va o le kirisitala o le fatu ma le mea e uu ai e taua tele mo le mautu i le taimi o le tuputupu aʻe.

5. Tausiga o le Mausali o le Growth Interface
   I le taimi atoa o le taamilosaga o le tuputupu aʻe o le tioata, e tatau ona tumau le mautu o le vaega o le tuputupu aʻe ina ia mautinoa le maualuga o le tulaga lelei o le atinaʻeina o le tioata.

 

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Tekinolosi Autū i le Tuputupu Aʻe o le SiC Crystal

1. Tekonolosi Fa'aopoopo mo le SiC Powder

O le fa'aopoopoina o le SiC powder i le cerium (Ce) e mafai ona fa'amautu ai le tuputupu a'e o se polytype e tasi e pei o le 4H-SiC. Ua fa'aalia e le fa'ata'ita'iga e mafai e le Ce doping ona:

• Fa'ateleina le fua fa'atatau o le tuputupu a'e o tioata SiC;

• Fa'aleleia le fa'atulagaina o le tioata mo le tuputupu a'e tutusa ma le itu e aga'i i ai;

• Fa'aitiitia mea leaga ma mea sese;

• Taofi le ele o le pito i tua o le tioata;

• Fa'aleleia le fua faatatau o le fua o le tioata e tasi.

2. Puleaina o le Axial ma le Radial Thermal Gradients

O le axial temperature gradients e a'afia ai le crystal polytype ma le saoasaoa o le tuputupu a'e. O le gradient e la'ititi tele e mafai ona o'o atu ai i le polytype inclusion ma fa'aitiitia ai le felauaiga o meafaitino i le va'a ausa. O le fa'aleleia atili o le axial ma le radial gradients e taua tele mo le tuputupu a'e vave ma mautu o le crystal ma le lelei tutusa.

3. Tekonolosi Pulea o le Basal Plane Dislocation (BPD)

E mafua ona o le mamafa o le shear e sili atu i le tulaga taua i totonu o tioata SiC, e faʻagaoioia ai faiga o le slip. Talu ai ona o BPD e faʻasaga saʻo i le itu e tuputupu aʻe ai, e masani ona tulaʻi mai i le taimi o le tuputupu aʻe ma le faʻamālūlūina o le tioata. O le faʻaitiitia o le mamafa i totonu e mafai ona faʻaitiitia ai le tele o le BPD.

4. Puleaina o le Fua Fa'atatau o le Fa'atulagaina o le Va'a Ausa

O le faʻateleina o le fua faatatau o le carbon-to-silicon i le vaʻa o le ausa o se metotia ua faʻamaonia mo le faʻalauiloaina o le tuputupu aʻe o le polytype e tasi. O le fua faatatau maualuga o le C/Si e faʻaitiitia ai le macrostep bunching ma taofia ai le tofi o le luga mai le fatu tioata, ma taofia ai le fausiaina o polytypes e le manaʻomia.

5. Metotia o le Tuputupu Aʻe e Maualalo le Lototiga

O le atuatuvale i le taimi o le tuputupu aʻe o le tioata e ono taitai atu ai i ni vaʻaiga faʻapipiʻi piʻo, māvaevae, ma le maualuga o le BPD densities. O nei faʻaletonu e mafai ona faʻaauau pea i vaega epitaxial ma aʻafia ai le lelei o le faʻatinoga o le masini.

O nisi o fuafuaga e faʻaitiitia ai le atuatuvale i totonu o le tioata e aofia ai:

• Fetuuna'iga o le tufatufaina atu o le fanua vevela ma fa'asologa o le fa'agasologa e fa'alauiloa ai le tuputupu a'e e toetoe lava a paleni;

• Fa'aleleia atili le mamanu o le ogaumu fa'apala ina ia mafai ai e le tioata ona ola saoloto e aunoa ma se fa'alavelave fa'amekanika;

• Fa'aleleia atili o le fa'atulagaga o le mea e uu ai fatu e fa'aitiitia ai le le fetaui o le fa'alauteleina o le vevela i le va o le fatu ma le karapite i le taimi o le fa'avevela, e masani lava e ala i le tu'ua o le 2 mm va i le va o le fatu ma le mea e uu ai;

• Fa'amamaina o faiga fa'amafanafana, fa'atagaina le tioata e fa'amālūlū fa'atasi ma le ogaumu, ma fetu'una'i le vevela ma le umi e fa'amāmā atoatoa ai le atuatuvale i totonu.

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Aga masani i le Tekonolosi o le Tuputupu Aʻe o le SiC Crystal

1. Tele atu le Tele o le Tioata
Ua fa'ateleina le lautele o le SiC single crystal mai ni nai milimita i le 6-inisi, 8-inisi, ma e o'o lava i le 12-inisi wafers. O wafers tetele e fa'aleleia atili ai le lelei o le gaosiga ma fa'aitiitia ai tau, a'o fa'afetaia'ia ai mana'oga o masini e maualuga le malosi.

2. Tulaga Maualuga o le Kilisitala
E taua tele tioata SiC maualuga le tulaga mo masini e maualuga le faatinoga. E ui i ni faaleleiga tetele, o tioata o loʻo iai nei o loʻo iai pea ni faaletonu e pei o paipa laiti, sologa lelei o mea, ma mea leaga, o mea uma ia e mafai ona faʻaleagaina ai le faatinoga ma le faatuatuaina o le masini.

3. Fa'aitiitia o Tau
O le gaosiga o tioata SiC o loʻo taugata pea, ma faʻatapulaʻaina ai le faʻaaogaina lautele. O le faʻaitiitia o tau e ala i le faʻaleleia atili o faiga faʻatupulaia, faʻaleleia atili le lelei o le gaosiga, ma le faʻaitiitia o tau o mea mata e taua tele mo le faʻalauteleina o faʻaoga i maketi.

4. Gaosiga Atamai
Faatasi ai ma le alualu i luma o le atamai faapitoa ma tekinolosi o faamatalaga tetele, o le tuputupu ae o le tioata SiC ua agai atu i ni faiga atamai ma otometi. E mafai e sensors ma faiga pulea ona mataʻituina ma fetuunai tulaga o le tuputupu ae i le taimi moni, faaleleia atili ai le mautu o le faagasologa ma le mafai ona vavaloina. E mafai e le auiliiliga o faamatalaga ona faaleleia atili ai tulaga o le faagasologa ma le lelei o le tioata.

O le atinaʻeina o tekinolosi tuputupu aʻe o le tioata SiC e tasi le tulaga maualuga o se taulaʻiga autū lea i suʻesuʻega o meafaitino semiconductor. A o faʻagasolo le tekinolosi, o le a faʻaauau pea ona alualu i luma ma faʻaleleia atili metotia o le tuputupu aʻe o le tioata, ma maua ai se faʻavae mautu mo faʻaoga SiC i masini eletise e maualuga le vevela, maualuga le televave, ma le malosi.