عملية توليف مسحوق السيليكون عالي النقاء
تم ترسيب الأغشية الرقيقة عند 1250 ~ 1350 ℃ عن طريق ترسيب البخار الكيميائي مع الجرافيت المتقشر كركيزة وميثيل كلورو ألكان / الهيدروجين كغاز تفاعل وغاز حامل. بعد ذلك ، تم الحصول على مساحيق السيليكون عالية النقاء بحجم حبيبات تتراوح من 200 إلى 1200 ميكرون عن طريق الأكسدة والتخليل والسحق.
على الرغم من أن مسحوق السيليكون عالي النقاء وعالي النقاء تم تحضيره بهذه الطريقة ، إلا أن العملية اللاحقة كانت معقدة ، وكانت المادة الخام باهظة الثمن وكان العائد منخفضًا.
دبليو تشو وآخرون. أنتجت مساحيق فائقة النقاء وعالية النقاوة عند 1200 ~ 1400 عن طريق ترسيب البخار الكيميائي ، باستخدام السيلان والأسيتيلين كغازات تفاعل والهيدروجين كغاز ناقل.
باستخدام hexamethylsilane كمصدر تفاعل والهيدروجين والأرجون كغاز حامل ، Anaguta et al. أعدت أيضًا مسحوق سيليكون عالي النقاء وعالي النقاء عن طريق ترسيب البخار الكيميائي عند 1050 ~ 1250 ℃.
استخدمت كلتا المجموعتين ترسيب البخار الكيميائي (CVD) لإنتاج مساحيق السيليكون عالية النقاء من مصادر الغاز العضوي. ومع ذلك ، فهو مسحوق متناهية الصغر نانوي الحجم. على الرغم من أن النقاء مرتفع ، إلا أنه ليس من السهل جمعه ، كما أنه غير مناسب للإنتاج الضخم لمسحوق السيليكون عالي النقاء عالي النقاء ، والذي لا يفضي إلى تطوير التصنيع لاحقًا.
طريقة تصنيع ناقل حركة أوتوماتيكي
في هذه الطريقة ، تم استخدام مسحوق السيليكا وأسود الكربون كمواد خام ، وأضيفت المنشطات الأخرى لإنتاج مسحوق مباشرة عند 1000 ~ 1150. سيؤثر إدخال المحفز حتمًا على نقاء وجودة مسحوق السيليكون عالي النقاء.
لذلك ، اقترح العديد من الباحثين طريقة محسنة للتكاثر الذاتي على هذا الأساس. يتمثل التحسين الرئيسي في تجنب إدخال المنشطات وضمان تفاعلات التصنيع المستمرة والفعالة عن طريق زيادة درجة حرارة التصنيع والتدفئة المستمرة.
في وقت مبكر من عام 1999 ، اليابان مع استخدام أوسيليكات الإيثيل كمصدر للسيليكون ، وراتنج الفينول كمصدر للكربون ، في نطاق 1700 ~ 2000 باستخدام طريقة الاحتراق لإنتاج حجم جسيم من مسحوق 10 ~ 500 ميكرون ، والجزء الكتلي لمحتوى الشوائب أقل من 0.5 × 10-6.
ومع ذلك ، فإن المواد المتفاعلة في هذه الطريقة تستخدم مادة عضوية ، وبالتالي فإن تكلفة المواد الخام مرتفعة ، وهو ما لا يفضي إلى إنتاج مسحوق السيليكون عالي النقاء على نطاق واسع. أنتج الباحثون في معهد شنغهاي لأبحاث السيليكون ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، 99.9 في المائة و 99.999 في المائة من الكسور الكتلية في جو من الأرجون في درجات حرارة عالية.
وآخرون. يستخدم الكربون المنشط (حجم الجسيمات 20-100 ميكرون) والجرافيت المقشر (حجم الجسيمات 5-25 ميكرون) كمصادر للكربون (جزء الكتلة 99.9٪) والسيليكون عالي النقاء كمصادر سيليكون (حجم الجسيمات 10-270 ميكرون ، كسر الكتلة 99.999 ٪) على التوالى.
تم تحضير مسحوق السيليكون عالي النقاء في فرن تلبيد الفراغ تحت جو الأرجون عند 1900. أظهرت النتائج أن نقاء مسحوق السيليكون عالي التفريغ أفضل من نقاوة الغاز الحامل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام مسحوق السيليكون عالي النقاء المنتج في ظل فراغ عالي لتنمية بلورة مفردة. أظهرت النتائج أن البلورات المفردة المزروعة تتمتع بنقاوة عالية وخصائص شبه عازلة ممتازة ، والتي تلبي متطلبات الركائز شبه العازلة للأجهزة ذات الصلة. احتمالية تكنولوجيا تصنيع المساحيق عالية النقاء
يُعد التصنيع المحسن للتكاثر الذاتي طريقة شائعة لزراعة البلورات المفردة في المختبر بسبب انخفاض تكلفة المواد الخام والعملية البسيطة. لقد وجد أن معلمات عملية التصنيع المختلفة لها تأثير معين على منتجات التصنيع.
اليوم ، من الضروري تعزيز البحث في الجوانب التالية:
1. تمت دراسة آلية تصنيع مسحوق السيليكون عالي النقاء بعمق ، وخاصة النظرية الأساسية للتحكم الفعال في المعلمات مثل حجم الجسيمات والشكل وتوزيع حجم الجسيمات والنقاء.
2. كيفية زيادة تعزيز البحث لتحسين طريقة تصنيع مسحوق السيليكون عالي النقاء من ناقل الحركة الأوتوماتيكي ، من أجل تحضير مسحوق عالي النقاء بجودة جيدة ونقاء عالي ، ومناسب لنمو بلورة مفردة على أساس التكلفة المنخفضة والعملية البسيطة ، وبالتالي تحسين جودة نمو الركيزة البلورية أحادية SiC بشكل فعال ، وتعزيز تطوير صناعة معدات التطبيق في الصين.
