Ekde sia malkovro, silicia karbido altiris vastan atenton. Silicia karbido konsistas el duono Si-atomoj kaj duono C-atomoj, kiuj estas konektitaj per kovalentaj ligoj tra elektronparoj dividantaj sp3-hibridajn orbitalojn. En la baza struktura unuo de ĝia ununura kristalo, kvar Si-atomoj estas aranĝitaj en regula tetrahedra strukturo, kaj la C-atomo situas en la centro de la regula tetraedro. Male, la Si-atomo ankaŭ povas esti konsiderata kiel la centro de la tetraedro, tiel formante SiC4 aŭ CSi4. Tetrahedra strukturo. La kovalenta ligo en SiC estas tre jona, kaj la silicio-karbona ligenergio estas tre alta, ĉirkaŭ 4.47 eV. Pro la malalta energio de stakiga faŭlto, siliciaj karbidaj kristaloj facile formas diversajn politipojn dum la kreskoprocezo. Ekzistas pli ol 200 konataj politipoj, kiuj povas esti dividitaj en tri ĉefajn kategoriojn: kubaj, seslateraj kaj trigonaj.
Nuntempe, la ĉefaj kreskmetodoj de SiC-kristaloj inkluzivas la Fizikan Vaporan Transportan Metodon (PVT-metodo), Alt-Temperaturan Kemian Vaporan Demetadon (HTCVD-metodo), Likvidan Fazan Metodon, ktp. Inter ili, la PVT-metodo estas pli matura kaj pli taŭga por industria amasproduktado.
La tiel nomata PVT-metodo rilatas al la metado de SiC-semkristaloj sur la supron de la krisolo, kaj la metado de SiC-pulvoro kiel kruda materialo ĉe la fundo de la krisolo. En fermita medio de alta temperaturo kaj malalta premo, la SiC-pulvoro sublimiĝas kaj moviĝas supren sub la ago de temperaturgradiento kaj koncentriĝdiferenco. Metodo transportas ĝin al la proksimeco de la semkristalo kaj poste rekristaligas ĝin post atingado de supersaturita stato. Ĉi tiu metodo povas atingi kontroleblan kreskon de SiC-kristala grandeco kaj specifaj kristalformoj.
Tamen, uzi la PVT-metodon por kreskigi SiC-kristalojn postulas ĉiam konservi taŭgajn kreskokondiĉojn dum la longdaŭra kreskoprocezo, alie ĝi kondukos al kradmalsano, tiel influante la kvaliton de la kristalo. Tamen, la kresko de SiC-kristaloj okazas en fermita spaco. Ekzistas malmultaj efikaj monitoradmetodoj kaj multaj variabloj, do procezkontrolo estas malfacila.
En la procezo de kreskigo de SiC-kristaloj per la PVT-metodo, la paŝoflua kreskoreĝimo (Step Flow Growth) estas konsiderata la ĉefa mekanismo por la stabila kresko de unu-kristala formo.
La vaporigitaj Si-atomoj kaj C-atomoj preferas ligiĝi kun kristalsurfacaj atomoj ĉe la kurbiĝopunkto, kie ili nukleas kaj kreskos, kaŭzante ke ĉiu paŝo fluu paralele antaŭen. Kiam la paŝolarĝo sur la kristalsurfaco multe superas la difuzan liberan vojon de adatomoj, granda nombro da adatomoj povas aglomeriĝi, kaj la dudimensia insul-simila kreskoreĝimo formita detruos la paŝofluan kreskoreĝimon, rezultante en la perdo de 4H-kristalstrukturaj informoj, rezultante en multoblaj difektoj. Tial, la alĝustigo de procezparametroj devas atingi la kontrolon de la surfaca paŝostrukturo, tiel subpremante la generadon de polimorfaj difektoj, atingante la celon akiri unu-kristalan formon, kaj finfine preparante altkvalitajn kristalojn.
Kiel la plej frue disvolvita SiC-kristala kreskiga metodo, la fizika vapora transporta metodo estas nuntempe la plej ĉefa kreskiga metodo por kreskigi SiC-kristalojn. Kompare kun aliaj metodoj, ĉi tiu metodo havas pli malaltajn postulojn por kreskiga ekipaĵo, simplan kreskoprocezon, fortan kontroleblecon, relative detalan disvolviĝan esploradon, kaj jam atingis industrian aplikon. La avantaĝo de la HTCVD-metodo estas, ke ĝi povas kreskigi konduktivajn (n, p) kaj altpurecajn duon-izolajn oblatojn, kaj povas kontroli la dopan koncentriĝon tiel, ke la koncentriĝo de portantoj en la oblato estas alĝustigebla inter 3×1013~5×1019/cm3. La malavantaĝoj estas alta teknika sojlo kaj malalta merkatparto. Dum la likvafaza SiC-kristala kreskiga teknologio daŭre maturiĝas, ĝi montros grandan potencialon por antaŭenigi la tutan SiC-industrion en la estonteco kaj verŝajne estos nova trarompa punkto en SiC-kristala kreskigo.
Afiŝtempo: 16-a de aprilo 2024