Aurkikuntzatik, silizio karburoak arreta handia erakarri du. Silizio karburoa erdi Si atomoz eta erdi C atomoz osatuta dago, eta hauek lotura kobalenteen bidez lotuta daude sp3 orbitalen hibridoak partekatzen dituzten elektroi bikoteen bidez. Kristal bakarreko oinarrizko egitura-unitatean, lau Si atomo egitura tetraedriko erregular batean antolatzen dira, eta C atomoa tetraedro erregularraren erdian dago. Alderantziz, Si atomoa tetraedroaren erdigunetzat ere har daiteke, eta horrela SiC4 edo CSi4 eratzen da. Egitura tetraedrikoa. SiC-ko lotura kobalentea oso ionikoa da, eta silizio-karbono lotura-energia oso altua da, 4,47 eV ingurukoa. Pilatze-akatsen energia baxua dela eta, silizio karburo kristalek erraz osatzen dituzte hainbat politipo hazkuntza-prozesuan. 200 politipo baino gehiago ezagutzen dira, hiru kategoria nagusitan bana daitezkeenak: kubikoa, hexagonala eta trigonala.
Gaur egun, SiC kristalen hazkuntza-metodo nagusiak hauek dira: Lurrunaren Garraio Fisikoaren Metodoa (PVT metodoa), Tenperatura Altuko Lurrun Kimikoen Deposizioa (HTCVD metodoa), Fase Likidoaren Metodoa, etab. Horien artean, PVT metodoa helduagoa eta egokiagoa da industria-ekoizpen masiborako.
PVT metodo deritzonak SiC hazi-kristalak gurutzaren gainean jartzea eta SiC hautsa lehengai gisa gurutzaren behealdean jartzea dakar. Tenperatura altuko eta presio baxuko ingurune itxi batean, SiC hautsa sublimatu eta gorantz mugitzen da tenperatura-gradientearen eta kontzentrazio-diferentziaren eraginpean. Hazi-kristalaren ingurura garraiatzeko eta, ondoren, gainasetutako egoerara iritsi ondoren, berriro kristalizatzeko metodo bat da. Metodo honek SiC kristalen tamainaren eta kristal-forma espezifikoen hazkunde kontrolatua lor dezake.
Hala ere, PVT metodoa erabiltzea SiC kristalak hazteko, beharrezkoa da hazkuntza-baldintza egokiak mantentzea epe luzeko hazkuntza-prozesuan zehar, bestela sare-nahasmendua eragingo du, eta horrek kristalaren kalitatea eragingo du. Hala ere, SiC kristalen hazkuntza espazio itxi batean egiten da. Jarraipen-metodo eraginkor gutxi daude eta aldagai asko, beraz, prozesuaren kontrola zaila da.
PVT metodoaren bidez SiC kristalak hazteko prozesuan, urratsez urratseko hazkuntza modua (Step Flow Growth) kristal bakarreko forma baten hazkuntza egonkorrerako mekanismo nagusitzat hartzen da.
Lurrundutako Si eta C atomoek lehentasunez kristalaren gainazaleko atomoekin lotuko dira kurbadura-puntuan, non nukleatu eta haziko diren, urrats bakoitza paraleloan aurrera egitea eraginez. Kristalaren gainazaleko urratsen zabalera adatomoen difusio-bide librea baino askoz handiagoa denean, adatomo kopuru handia metatu daiteke, eta sortutako bi dimentsioko uharte itxurako hazkuntza-moduak urrats-fluxuaren hazkuntza-modua suntsituko du, eta ondorioz 4H kristal-egituraren informazioa galtzea eta akats anitz sortzea. Beraz, prozesu-parametroen doikuntzak gainazaleko urrats-egituraren kontrola lortu behar du, akats polimorfikoen sorrera saihestuz, kristal bakarreko forma lortzeko helburua lortuz eta, azken finean, kalitate handiko kristalak prestatuz.
SiC kristalen hazkuntza-metodo garatuenen artean lehenengoa den heinean, lurrun-garraio fisikoaren metodoa da gaur egun SiC kristalak hazteko hazkuntza-metodorik ohikoena. Beste metodo batzuekin alderatuta, metodo honek hazkuntza-ekipoetarako eskakizun txikiagoak ditu, hazkuntza-prozesu sinplea du, kontrol-gaitasun handia du, garapen-ikerketa nahiko sakona du eta dagoeneko aplikazio industriala lortu du. HTCVD metodoaren abantaila da eroale (n, p) eta purutasun handiko erdi-isolatzaile obleak hazteko gai dela, eta dopatze-kontzentrazioa kontrola dezakeela, oblean eramaileen kontzentrazioa 3×1013~5×1019/cm3 artean erregulagarria izan dadin. Desabantailak atalase tekniko altua eta merkatu-kuota txikia dira. Fase likidoko SiC kristalen hazkuntza-teknologia heltzen jarraitzen duen heinean, etorkizunean SiC industria osoa aurrera eramateko potentzial handia erakutsiko du eta SiC kristalen hazkuntzan aurrerapen-puntu berri bat izango dela dirudi.
Argitaratze data: 2024ko apirilaren 16a