Sûnt syn ûntdekking hat silisiumkarbid in soad omtinken krigen. Silisiumkarbid bestiet út heal Si-atomen en heal C-atomen, dy't ferbûn binne troch kovalente biningen fia elektronpearen dy't sp3 hybride orbitalen diele. Yn 'e basisstrukturele ienheid fan syn ienkristal binne fjouwer Si-atomen yn in reguliere tetraëdryske struktuer rangearre, en it C-atoom leit yn it sintrum fan 'e reguliere tetraëder. Omkeard kin it Si-atoom ek beskôge wurde as it sintrum fan 'e tetraëder, wêrtroch SiC4 of CSi4 foarmet. Tetraëdryske struktuer. De kovalente bining yn SiC is tige ionysk, en de silisium-koalstofbiningsenerzjy is tige heech, sawat 4.47 eV. Troch de lege stapelfoutenenerzjy foarmje silisiumkarbidkristallen maklik ferskate polytypen tidens it groeiproses. Der binne mear as 200 bekende polytypen, dy't ferdield wurde kinne yn trije haadkategoryen: kubysk, hexagonaal en trigonaal.
Op it stuit omfetsje de wichtichste groeimetoaden fan SiC-kristallen de fysike damptransportmetoade (PVT-metoade), hege temperatuer gemyske dampôfsetting (HTCVD-metoade), floeibere fazemetoade, ensfh. Under har is de PVT-metoade folwoeksener en geskikter foar yndustriële massaproduksje.
De saneamde PVT-metoade ferwiist nei it pleatsen fan SiC-siedkristallen boppe-op 'e kroes, en it pleatsen fan SiC-poeier as grûnstof ûnderoan 'e kroes. Yn in sletten omjouwing fan hege temperatuer en lege druk sublimearret it SiC-poeier en beweecht it omheech ûnder ynfloed fan temperatuergradiïnt en konsintraasjeferskil. In metoade om it nei de buert fan it siedkristal te ferfieren en it dan opnij te kristallisearjen nei't it in oerfersêde steat berikt hat. Dizze metoade kin in kontroleare groei fan SiC-kristalgrutte en spesifike kristalfoarmen berikke.
It brûken fan 'e PVT-metoade om SiC-kristallen te groeien fereasket lykwols altyd it behâlden fan passende groeiomstannichheden tidens it lange-termyn groeiproses, oars sil it liede ta roastersteurnissen, wat de kwaliteit fan it kristal beynfloedet. De groei fan SiC-kristallen wurdt lykwols foltôge yn in sletten romte. D'r binne pear effektive monitoaringsmetoaden en in protte fariabelen, sadat proseskontrôle lestich is.
Yn it proses fan it groeien fan SiC-kristallen mei de PVT-metoade wurdt de stapsgewijze groeimodus (Step Flow Growth) beskôge as it wichtichste meganisme foar de stabile groei fan in ienkristalfoarm.
De ferdampte Si-atomen en C-atomen sille by foarkar bine mei kristaloerflakatomen by it knikpunt, dêr't se sille nukleearje en groeie, wêrtroch't elke stap parallel foarút streamt. As de stapbreedte op it kristaloerflak it diffúzjefrije paad fan adatomen fierwei te grut is, kin in grut oantal adatomen agglomerearje, en de twadiminsjonale eilân-achtige groeimodus dy't ûntstiet sil de stapstreamgroeimodus ferneatigje, wat resulteart yn it ferlies fan 4H-kristalstruktuerynformaasje, wat resulteart yn meardere defekten. Dêrom moat de oanpassing fan prosesparameters de kontrôle oer de oerflakstapstruktuer berikke, wêrtroch't de generaasje fan polymorfe defekten ûnderdrukt wurdt, it doel berikt wurdt om in ienkristalfoarm te krijen, en úteinlik kristallen fan hege kwaliteit te meitsjen.
As de ierst ûntwikkele SiC-kristalgroeimetoade is de fysike damptransportmetoade op it stuit de meast mainstream groeimetoade foar it kweken fan SiC-kristallen. Yn ferliking mei oare metoaden hat dizze metoade legere easken foar groeiapparatuer, in ienfâldich groeiproses, sterke kontrolearberens, relatyf yngeand ûntwikkelingsûndersyk, en hat al yndustriële tapassing berikt. It foardiel fan 'e HTCVD-metoade is dat it geleidende (n, p) en heechsuvere healisolearjende wafers kin groeie, en de dopingkonsintraasje kin kontrolearje, sadat de dragerkonsintraasje yn 'e wafer ferstelber is tusken 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / cm3. De neidielen binne in hege technyske drompel en in leech merkoandiel. As de floeibere faze SiC-kristalgroeitechnology trochgiet mei folwoeksen wurden, sil it in grut potinsjeel sjen litte foar it foarútgong fan 'e heule SiC-yndustry yn' e takomst en sil it wierskynlik in nij trochbraakpunt wêze yn 'e SiC-kristalgroei.
Pleatsingstiid: 16 april 2024