Sukad sa pagkadiskobre niini, ang silicon carbide nakadani sa halapad nga atensyon. Ang silicon carbide gilangkoban sa katunga sa Si atoms ug katunga sa C atoms, nga konektado sa covalent bonds pinaagi sa mga electron pairs nga nag-ambitay og sp3 hybrid orbitals. Sa batakang structural unit sa single crystal niini, upat ka Si atoms ang gihan-ay sa usa ka regular nga tetrahedral structure, ug ang C atom nahimutang sa sentro sa regular nga tetrahedron. Sa laing bahin, ang Si atom mahimo usab nga isipon nga sentro sa tetrahedron, sa ingon nagporma og SiC4 o CSi4. Tetrahedral structure. Ang covalent bond sa SiC taas kaayo og ionic, ug ang silicon-carbon bond energy taas kaayo, mga 4.47eV. Tungod sa ubos nga stacking fault energy, ang silicon carbide crystals dali nga nagporma og lain-laing polytypes atol sa proseso sa pagtubo. Adunay kapin sa 200 ka nailhan nga polytypes, nga mahimong bahinon sa tulo ka dagkong kategorya: cubic, hexagonal ug trigonal.
Sa pagkakaron, ang mga nag-unang pamaagi sa pagtubo sa mga kristal nga SiC naglakip sa Physical Vapor Transport Method (PVT method), High Temperature Chemical Vapor Deposition (HTCVD method), Liquid Phase Method, ug uban pa. Lakip niini, ang pamaagi sa PVT mas hamtong ug mas angay alang sa industriyal nga mass production.
Ang gitawag nga pamaagi sa PVT nagtumong sa pagbutang sa mga kristal sa liso sa SiC sa ibabaw sa crucible, ug pagbutang sa SiC powder isip hilaw nga materyal sa ilawom sa crucible. Sa usa ka sirado nga palibot nga adunay taas nga temperatura ug ubos nga presyur, ang SiC powder mo-sublimate ug molihok pataas ubos sa aksyon sa gradient sa temperatura ug kalainan sa konsentrasyon. Usa ka pamaagi sa pagdala niini duol sa kristal sa liso ug dayon pag-recrystallize niini pagkahuman makaabot sa usa ka supersaturated nga estado. Kini nga pamaagi makab-ot ang kontrolado nga pagtubo sa gidak-on sa kristal sa SiC ug piho nga mga porma sa kristal.
Apan, ang paggamit sa pamaagi sa PVT aron mapatubo ang mga kristal nga SiC nanginahanglan kanunay nga pagmintinar sa angay nga mga kondisyon sa pagtubo atol sa dugay nga proseso sa pagtubo, kung dili kini mosangpot sa kagubot sa lattice, sa ingon makaapekto sa kalidad sa kristal. Bisan pa, ang pagtubo sa mga kristal nga SiC nahuman sa usa ka sirado nga wanang. Adunay pipila ka epektibo nga mga pamaagi sa pagmonitor ug daghang mga variable, mao nga lisud ang pagkontrol sa proseso.
Sa proseso sa pagpatubo sa mga kristal nga SiC pinaagi sa pamaagi sa PVT, ang step flow growth mode (Step Flow Growth) giisip nga pangunang mekanismo alang sa lig-on nga pagtubo sa usa ka porma sa kristal.
Ang mga atomo sa Si ug C nga na-vaporize mas mo-bonding sa mga atomo sa ibabaw sa kristal sa kink point, diin kini mo-nucleate ug motubo, hinungdan nga ang matag lakang moagos padulong sa unahan nga parallel. Kung ang gilapdon sa lakang sa ibabaw sa kristal molapas sa diffusion free path sa mga adatom, daghang mga adatom ang mahimong magtipun-og, ug ang two-dimensional island-like growth mode nga naporma makaguba sa step flow growth mode, nga moresulta sa pagkawala sa impormasyon sa istruktura sa kristal nga 4H, nga moresulta sa Daghang mga depekto. Busa, ang pag-adjust sa mga parameter sa proseso kinahanglan nga makab-ot ang pagkontrol sa istruktura sa lakang sa ibabaw, sa ingon mapugngan ang pagmugna sa mga polymorphic nga depekto, makab-ot ang katuyoan sa pagkuha sa usa ka porma sa kristal, ug sa katapusan pag-andam sa taas nga kalidad nga mga kristal.
Isip labing una nga naugmad nga pamaagi sa pagtubo sa kristal nga SiC, ang pamaagi sa pisikal nga transportasyon sa alisngaw mao karon ang labing kaylap nga pamaagi sa pagtubo alang sa pagpatubo sa mga kristal nga SiC. Kung itandi sa ubang mga pamaagi, kini nga pamaagi adunay mas ubos nga kinahanglanon alang sa kagamitan sa pagtubo, usa ka yano nga proseso sa pagtubo, lig-on nga pagkontrol, medyo hingpit nga panukiduki sa pag-uswag, ug nakab-ot na ang aplikasyon sa industriya. Ang bentaha sa pamaagi sa HTCVD mao nga kini makapatubo sa mga conductive (n, p) ug high-purity semi-insulating wafer, ug makontrol ang konsentrasyon sa doping aron ang konsentrasyon sa carrier sa wafer ma-adjust tali sa 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / cm3. Ang mga disbentaha mao ang taas nga teknikal nga threshold ug ubos nga bahin sa merkado. Samtang ang teknolohiya sa pagtubo sa kristal nga SiC nga likido nagpadayon sa pagkahamtong, kini magpakita og dako nga potensyal sa pagpauswag sa tibuuk nga industriya sa SiC sa umaabot ug lagmit nga usa ka bag-ong punto sa kalampusan sa pagtubo sa kristal nga SiC.
Oras sa pag-post: Abr-16-2024