Sedert die ontdekking daarvan het silikonkarbied wydverspreide aandag getrek. Silikonkarbied bestaan uit half Si-atome en half C-atome, wat deur kovalente bindings verbind word deur elektronpare wat sp3-hibriede orbitale deel. In die basiese strukturele eenheid van sy enkelkristal is vier Si-atome in 'n gereelde tetraëderstruktuur gerangskik, en die C-atoom is in die middel van die gereelde tetraëder geleë. Omgekeerd kan die Si-atoom ook as die middelpunt van die tetraëder beskou word, waardeur SiC4 of CSi4 gevorm word. Tetraëderstruktuur. Die kovalente binding in SiC is hoogs ionies, en die silikon-koolstofbindingsenergie is baie hoog, ongeveer 4.47 eV. As gevolg van die lae stapelfoutenergie, vorm silikonkarbiedkristalle maklik verskeie politipes tydens die groeiproses. Daar is meer as 200 bekende politipes, wat in drie hoofkategorieë verdeel kan word: kubies, seshoekig en trigonaal.
Tans sluit die belangrikste groeimetodes van SiC-kristalle die fisiese dampvervoermetode (PVT-metode), hoëtemperatuurchemiese dampneerslag (HTCVD-metode), vloeibare fasemetode, ens. in. Die PVT-metode is meer volwasse en meer geskik vir industriële massaproduksie.
Die sogenaamde PVT-metode verwys na die plasing van SiC-saadkristalle bo-op die kroesie, en die plasing van SiC-poeier as grondstof onderaan die kroesie. In 'n geslote omgewing van hoë temperatuur en lae druk sublimeer die SiC-poeier en beweeg opwaarts onder die werking van temperatuurgradiënt en konsentrasieverskil. 'n Metode om dit na die omgewing van die saadkristal te vervoer en dit dan te herkristalliseer nadat dit 'n oorversadigde toestand bereik het. Hierdie metode kan beheerde groei van SiC-kristalgrootte en spesifieke kristalvorms bereik.
Die gebruik van die PVT-metode om SiC-kristalle te kweek, vereis egter dat gepaste groeitoestande altyd gehandhaaf word gedurende die langtermyn-groeiproses, anders sal dit lei tot roosterversteuring, wat die kwaliteit van die kristal beïnvloed. Die groei van SiC-kristalle vind egter in 'n geslote ruimte plaas. Daar is min effektiewe moniteringsmetodes en baie veranderlikes, dus is prosesbeheer moeilik.
In die proses van die groei van SiC-kristalle volgens die PVT-metode, word die stapsgewyse groeimodus (Stapvloeigroei) beskou as die hoofmeganisme vir die stabiele groei van 'n enkelkristalvorm.
Die verdampte Si-atome en C-atome sal verkieslik by die kinkpunt met kristaloppervlakatome bind, waar hulle sal kern vorm en groei, wat veroorsaak dat elke stap parallel vorentoe vloei. Wanneer die stapwydte op die kristaloppervlak die diffusievrye pad van adatome ver oorskry, kan 'n groot aantal adatome agglomereer, en die tweedimensionele eilandagtige groeimodus wat gevorm word, sal die stapvloei-groeimodus vernietig, wat lei tot die verlies van 4H-kristalstruktuurinligting, wat tot veelvuldige defekte lei. Daarom moet die aanpassing van prosesparameters die beheer van die oppervlakstapstruktuur bereik, waardeur die generering van polimorfiese defekte onderdruk word, die doel bereik word om 'n enkelkristalvorm te verkry, en uiteindelik hoëgehalte-kristalle voor te berei.
As die vroegste ontwikkelde SiC-kristalgroeimetode, is die fisiese damptransportmetode tans die mees algemene groeimetode vir die kweek van SiC-kristalle. In vergelyking met ander metodes, het hierdie metode laer vereistes vir groeitoerusting, 'n eenvoudige groeiproses, sterk beheerbaarheid, relatief deeglike ontwikkelingsnavorsing, en het dit reeds industriële toepassings bereik. Die voordeel van die HTCVD-metode is dat dit geleidende (n, p) en hoë-suiwerheid semi-isolerende wafers kan kweek, en die doteringskonsentrasie kan beheer sodat die draerkonsentrasie in die wafer verstelbaar is tussen 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / cm3. Die nadele is 'n hoë tegniese drempel en lae markaandeel. Namate die vloeistoffase SiC-kristalgroeitegnologie aanhou volwasse word, sal dit groot potensiaal toon om die hele SiC-industrie in die toekoms te bevorder en sal dit waarskynlik 'n nuwe deurbraakpunt in SiC-kristalgroei wees.
Plasingstyd: 16 Apr-2024