Ers ei ddarganfod, mae silicon carbid wedi denu sylw eang. Mae silicon carbid yn cynnwys hanner atomau Si a hanner atomau C, sydd wedi'u cysylltu gan fondiau cofalent trwy barau electron sy'n rhannu orbitalau hybrid sp3. Yn uned strwythurol sylfaenol ei grisial sengl, mae pedwar atom Si wedi'u trefnu mewn strwythur tetrahedrol rheolaidd, ac mae'r atom C wedi'i leoli yng nghanol y tetrahedron rheolaidd. I'r gwrthwyneb, gellir ystyried yr atom Si hefyd fel canol y tetrahedron, gan ffurfio SiC4 neu CSi4. Strwythur tetrahedrol. Mae'r bond cofalent yn SiC yn ïonig iawn, ac mae egni'r bond silicon-carbon yn uchel iawn, tua 4.47eV. Oherwydd yr egni nam pentyrru isel, mae crisialau silicon carbid yn ffurfio amrywiol bolyteipiau yn hawdd yn ystod y broses dyfu. Mae mwy na 200 o bolyteipiau hysbys, y gellir eu rhannu'n dair prif gategori: ciwbig, hecsagonol a thrionglog.
Ar hyn o bryd, y prif ddulliau tyfu ar gyfer crisialau SiC yw'r Dull Cludo Anwedd Corfforol (dull PVT), Dyddodiad Anwedd Cemegol Tymheredd Uchel (dull HTCVD), y Dull Cyfnod Hylif, ac ati. Yn eu plith, mae'r dull PVT yn fwy aeddfed ac yn fwy addas ar gyfer cynhyrchu màs diwydiannol.
Mae'r dull PVT fel y'i gelwir yn cyfeirio at osod crisialau hadau SiC ar ben y croeslin, a gosod powdr SiC fel deunydd crai ar waelod y croeslin. Mewn amgylchedd caeedig o dymheredd uchel a phwysau isel, mae'r powdr SiC yn dyrchafu ac yn symud i fyny o dan weithred graddiant tymheredd a gwahaniaeth crynodiad. Dull o'i gludo i gyffiniau'r grisial hadau ac yna ei ailgrisialu ar ôl cyrraedd cyflwr gor-ddirlawn. Gall y dull hwn gyflawni twf rheoladwy o faint crisial SiC a ffurfiau crisial penodol.
Fodd bynnag, mae defnyddio'r dull PVT i dyfu crisialau SiC yn gofyn am gynnal amodau twf priodol bob amser yn ystod y broses dyfu hirdymor, fel arall bydd yn arwain at anhwylder dellt, gan effeithio felly ar ansawdd y grisial. Fodd bynnag, mae twf crisialau SiC yn cael ei gwblhau mewn gofod caeedig. Ychydig o ddulliau monitro effeithiol sydd a llawer o newidynnau, felly mae rheoli prosesau yn anodd.
Yn y broses o dyfu crisialau SiC gan ddefnyddio'r dull PVT, ystyrir mai'r dull twf llif cam (Twf Llif Cam) yw'r prif fecanwaith ar gyfer twf sefydlog ffurf grisial sengl.
Bydd yr atomau Si a'r atomau C wedi'u hanweddu yn bondio'n ffafriol ag atomau arwyneb y grisial wrth y pwynt kink, lle byddant yn niwcleadu ac yn tyfu, gan achosi i bob cam lifo ymlaen yn gyfochrog. Pan fydd lled y cam ar wyneb y grisial ymhell yn fwy na llwybr rhydd trylediad adatomau, gall nifer fawr o adatomau gasglu, a bydd y modd twf dau ddimensiwn tebyg i ynys a ffurfir yn dinistrio'r modd twf llif cam, gan arwain at golli gwybodaeth strwythur grisial 4H, gan arwain at ddiffygion lluosog. Felly, rhaid i addasu paramedrau'r broses gyflawni rheolaeth ar strwythur cam yr wyneb, a thrwy hynny atal cynhyrchu diffygion polymorffig, cyflawni'r pwrpas o gael ffurf grisial sengl, ac yn y pen draw baratoi crisialau o ansawdd uchel.
Fel y dull twf crisial SiC cynharaf a ddatblygwyd, y dull cludo anwedd ffisegol yw'r dull twf mwyaf prif ffrwd ar gyfer tyfu crisialau SiC ar hyn o bryd. O'i gymharu â dulliau eraill, mae gan y dull hwn ofynion is ar gyfer offer tyfu, proses dyfu syml, rheolaeth gref, ymchwil datblygu gymharol drylwyr, ac mae eisoes wedi cyflawni cymhwysiad diwydiannol. Mantais y dull HTCVD yw y gall dyfu wafers lled-inswleiddio dargludol (n, p) a phurdeb uchel, a gall reoli'r crynodiad dopio fel bod crynodiad y cludwr yn y wafer yn addasadwy rhwng 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / cm3. Yr anfanteision yw trothwy technegol uchel a chyfran isel o'r farchnad. Wrth i dechnoleg twf crisial SiC cyfnod hylif barhau i aeddfedu, bydd yn dangos potensial mawr wrth ddatblygu'r diwydiant SiC cyfan yn y dyfodol ac mae'n debygol o fod yn bwynt torri tir newydd mewn twf crisial SiC.
Amser postio: 16 Ebrill 2024