Proses sintesis bubuk silikon kemurnian tinggi
Lapisan tipis diendapkan pada 1250 ~ 1350℃ dengan deposisi uap kimia dengan grafit serpihan sebagai substrat dan metil kloroalkana/hidrogen sebagai gas reaksi dan gas pembawa. Kemudian, serbuk silikon kemurnian tinggi dengan ukuran partikel 200 ~ 1200 mikron diperoleh dengan oksidasi, pengawetan dan penghancuran.
Meskipun kemurnian tinggi dan kemurnian tinggi bubuk silikon disiapkan dengan metode ini, proses selanjutnya rumit, bahan bakunya mahal dan hasilnya rendah.
W.Zhu dkk. menghasilkan bubuk ultra-halus dan kemurnian tinggi pada 1200 ~ 1400℃ dengan deposisi uap kimia, menggunakan silan dan asetilena sebagai gas reaksi dan hidrogen sebagai gas pembawa.
Menggunakan hexamethylsilane sebagai sumber reaksi dan hidrogen dan argon sebagai gas pembawa, Anaguta et al. juga menyiapkan bubuk silikon dengan kemurnian tinggi dan kemurnian tinggi yang sangat halus dengan deposisi uap kimia pada 1050 ~ 1250℃.
Kedua kelompok menggunakan deposisi uap kimia (CVD) untuk menghasilkan bubuk silikon kemurnian tinggi dari sumber gas organik. Namun, itu adalah bubuk ultrafine skala nano yang dibuat. Meskipun kemurniannya tinggi, pengumpulannya tidak mudah, dan tidak cocok untuk produksi massal bubuk silikon kemurnian tinggi dengan kemurnian tinggi, yang tidak kondusif untuk pengembangan industrialisasi selanjutnya.
Metode pembuatan untuk transmisi otomatis
Dalam metode ini, bubuk silika dan karbon hitam digunakan sebagai bahan baku, dan aktivator lain ditambahkan untuk menghasilkan bubuk langsung pada 1000 ~ 1150℃. Pengenalan katalis pasti akan mempengaruhi kemurnian dan kualitas bubuk silikon kemurnian tinggi.
Oleh karena itu, banyak peneliti telah mengusulkan metode sintesis propagasi diri yang lebih baik atas dasar ini. Peningkatan utama adalah untuk menghindari pengenalan aktivator dan untuk memastikan reaksi manufaktur yang berkelanjutan dan efisien dengan meningkatkan suhu manufaktur dan pemanasan terus menerus.
Pada awal 1999, Jepang dengan etil osilikat sebagai sumber silikon, resin fenolik sebagai sumber karbon, dalam kisaran 1700 ~ 2000℃ menggunakan metode pembakaran untuk menghasilkan ukuran partikel bubuk 10 ~ 500μm, fraksi massa kandungan pengotor kurang dari 0,5 ×10-6.
Namun, reaktan dari metode ini menggunakan bahan organik, sehingga biaya bahan bakunya tinggi, yang tidak kondusif untuk produksi skala besar bubuk silikon kemurnian tinggi. Para peneliti di Shanghai Institute of Silicon Research, Chinese Academy of Sciences, menghasilkan 99,9 persen dan 99,999 persen fraksi massa dalam atmosfer argon pada suhu tinggi.
dll. menggunakan karbon aktif (ukuran partikel 20-100 mikron) dan grafit serpihan (ukuran partikel 5-25 mikron) sebagai sumber karbon (fraksi massa 99,9%) dan silikon dengan kemurnian tinggi sebagai sumber silikon (ukuran partikel 10-270 mikron, fraksi massa 99,999 %) masing-masing.
Bubuk silikon kemurnian tinggi disiapkan dalam tungku sintering vakum di bawah atmosfer argon pada 1900 . Hasil penelitian menunjukkan bahwa kemurnian serbuk silikon vakum tinggi lebih baik dibandingkan dengan gas pembawa. Selain itu, bubuk silikon kemurnian tinggi yang diproduksi di bawah vakum tinggi digunakan untuk menumbuhkan kristal tunggal. Hasilnya menunjukkan bahwa kristal tunggal yang tumbuh memiliki kemurnian tinggi dan sifat semi-isolasi yang sangat baik, yang memenuhi persyaratan substrat semi-isolasi untuk perangkat terkait. Prospek teknologi pembuatan bubuk kemurnian tinggi
Manufaktur self-propagating yang ditingkatkan adalah metode umum untuk menumbuhkan kristal tunggal di laboratorium karena biaya bahan bakunya yang rendah dan prosesnya yang sederhana. Ditemukan bahwa parameter proses manufaktur yang berbeda memiliki pengaruh tertentu pada produk manufaktur.
Saat ini, perlu untuk memperkuat penelitian dalam aspek-aspek berikut:
1. Mekanisme pembuatan serbuk silikon dengan kemurnian tinggi dipelajari secara mendalam, terutama teori dasar untuk mengontrol parameter secara efektif seperti ukuran partikel, bentuk, distribusi ukuran partikel dan kemurnian.
2. Bagaimana memperkuat penelitian lebih lanjut untuk meningkatkan metode pembuatan bubuk silikon kemurnian tinggi dari transmisi otomatis, untuk menyiapkan bubuk kemurnian tinggi dengan kualitas baik dan kemurnian tinggi, cocok untuk pertumbuhan kristal tunggal berdasarkan biaya rendah dan proses sederhana, dengan demikian secara efektif meningkatkan kualitas pertumbuhan substrat kristal tunggal SiC, mempromosikan pengembangan industri peralatan aplikasi di Cina.
