ការលូតលាស់នៃគ្រីស្តាល់តែមួយនៃស៊ីលីកុនកាបៃ SiC

ចាប់តាំងពីការរកឃើញរបស់វាមក កាបូនស៊ីលីកុនបានទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយ។ កាបូនស៊ីលីកុនត្រូវបានផ្សំឡើងពីអាតូម Si ពាក់កណ្តាល និងអាតូម C ពាក់កណ្តាល ដែលត្រូវបានភ្ជាប់ដោយចំណងកូវ៉ាឡង់តាមរយៈគូអេឡិចត្រុងដែលចែករំលែកគន្លងចម្រុះ sp3។ នៅក្នុងឯកតារចនាសម្ព័ន្ធមូលដ្ឋាននៃគ្រីស្តាល់តែមួយរបស់វា អាតូម Si ចំនួនបួនត្រូវបានរៀបចំជារចនាសម្ព័ន្ធ tetrahedral ធម្មតា ហើយអាតូម C មានទីតាំងនៅកណ្តាលនៃ tetrahedron ធម្មតា។ ផ្ទុយទៅវិញ អាតូម Si ក៏អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកណ្តាលនៃ tetrahedron ដោយហេតុនេះបង្កើតបានជា SiC4 ឬ CSi4។ រចនាសម្ព័ន្ធ tetrahedral។ ចំណងកូវ៉ាឡង់នៅក្នុង SiC មានអ៊ីយ៉ុងខ្ពស់ ហើយថាមពលចំណងស៊ីលីកុន-កាបូនគឺខ្ពស់ណាស់ ប្រហែល 4.47 eV។ ដោយសារតែថាមពលកំហុស stacking ទាប គ្រីស្តាល់កាបូនស៊ីលីកុនបង្កើតជា polytypes ផ្សេងៗបានយ៉ាងងាយស្រួលក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់។ មាន polytypes ដែលគេស្គាល់ជាង 200 ដែលអាចបែងចែកជាបីប្រភេទសំខាន់ៗ៖ គូប ឆកោន និងត្រីកោណ។

០ (៣)-១

បច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសាស្ត្រសំខាន់ៗសម្រាប់ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC រួមមាន វិធីសាស្ត្រដឹកជញ្ជូនចំហាយទឹករូបវន្ត (វិធីសាស្ត្រ PVT) ការដាក់ចំហាយគីមីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (វិធីសាស្ត្រ HTCVD) វិធីសាស្ត្រដំណាក់កាលរាវជាដើម។ ក្នុងចំណោមវិធីសាស្ត្រទាំងនោះ វិធីសាស្ត្រ PVT មានភាពចាស់ទុំជាង និងស័ក្តិសមជាងសម្រាប់ផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំឧស្សាហកម្ម។

០-១

វិធីសាស្ត្រ PVT ដែលហៅថា សំដៅលើការដាក់គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ SiC នៅលើកំពូលនៃប្រអប់កម្តៅ ហើយដាក់ម្សៅ SiC ជាវត្ថុធាតុដើមនៅបាតប្រអប់កម្តៅ។ នៅក្នុងបរិយាកាសបិទជិតដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងសម្ពាធទាប ម្សៅ SiC នឹងរលាយ ហើយផ្លាស់ទីឡើងលើក្រោមសកម្មភាពនៃជម្រាលសីតុណ្ហភាព និងភាពខុសគ្នានៃកំហាប់។ វិធីសាស្ត្រនៃការដឹកជញ្ជូនវាទៅកាន់តំបន់ជុំវិញគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ ហើយបន្ទាប់មកធ្វើឱ្យវាគ្រីស្តាល់ឡើងវិញបន្ទាប់ពីឈានដល់ស្ថានភាពឆ្អែតខ្លាំង។ វិធីសាស្ត្រនេះអាចសម្រេចបាននូវការលូតលាស់ដែលអាចគ្រប់គ្រងបាននៃទំហំគ្រីស្តាល់ SiC និងទម្រង់គ្រីស្តាល់ជាក់លាក់។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ PVT ដើម្បីដាំគ្រីស្តាល់ SiC តម្រូវឱ្យរក្សាលក្ខខណ្ឌលូតលាស់សមស្របជានិច្ចក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការលូតលាស់រយៈពេលវែង បើមិនដូច្នោះទេវានឹងនាំឱ្យមានភាពមិនប្រក្រតីនៃបន្ទះឈើ ដោយហេតុនេះប៉ះពាល់ដល់គុណភាពនៃគ្រីស្តាល់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការលូតលាស់នៃគ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានបញ្ចប់នៅក្នុងកន្លែងបិទជិត។ មានវិធីសាស្ត្រត្រួតពិនិត្យដែលមានប្រសិទ្ធភាពតិចតួច និងអថេរជាច្រើន ដូច្នេះការគ្រប់គ្រងដំណើរការគឺពិបាក។

០ (១)-១

នៅក្នុងដំណើរការនៃការដាំដុះគ្រីស្តាល់ SiC ដោយវិធីសាស្ត្រ PVT របៀបលូតលាស់លំហូរជំហាន (ការលូតលាស់លំហូរជំហាន) ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាយន្តការចម្បងសម្រាប់ការលូតលាស់ដែលមានស្ថេរភាពនៃទម្រង់គ្រីស្តាល់តែមួយ។
អាតូម Si និងអាតូម C ដែលហួតនឹងភ្ជាប់ជាមួយអាតូមផ្ទៃគ្រីស្តាល់នៅចំណុច kink ជាកន្លែងដែលពួកវានឹងបង្កើតស្នូល និងលូតលាស់ ដែលបណ្តាលឱ្យជំហាននីមួយៗហូរទៅមុខស្របគ្នា។ នៅពេលដែលទទឹងជំហាននៅលើផ្ទៃគ្រីស្តាល់លើសពីផ្លូវគ្មានការសាយភាយនៃអាដាតូម អាដាតូមមួយចំនួនធំអាចប្រមូលផ្តុំគ្នា ហើយរបៀបលូតលាស់ដូចកោះពីរវិមាត្រដែលបង្កើតឡើងនឹងបំផ្លាញរបៀបលូតលាស់លំហូរជំហាន ដែលបណ្តាលឱ្យបាត់បង់ព័ត៌មានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ 4H ដែលបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពច្រើន។ ដូច្នេះ ការកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការត្រូវតែសម្រេចបាននូវការគ្រប់គ្រងរចនាសម្ព័ន្ធជំហានផ្ទៃ ដោយហេតុនេះទប់ស្កាត់ការបង្កើតពិការភាពពហុរូបភាព សម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការទទួលបានទម្រង់គ្រីស្តាល់តែមួយ និងទីបំផុតរៀបចំគ្រីស្តាល់ដែលមានគុណភាពខ្ពស់។

០ (២)-១

ក្នុងនាមជាវិធីសាស្ត្រលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC ដែលបានអភិវឌ្ឍដំបូងបំផុត វិធីសាស្ត្រដឹកជញ្ជូនចំហាយរូបវន្តបច្ចុប្បន្នគឺជាវិធីសាស្ត្រលូតលាស់ដ៏សំខាន់បំផុតសម្រាប់ការដាំដុះគ្រីស្តាល់ SiC។ បើប្រៀបធៀបជាមួយវិធីសាស្ត្រផ្សេងទៀត វិធីសាស្ត្រនេះមានតម្រូវការទាបជាងសម្រាប់ឧបករណ៍ដាំដុះ ដំណើរការដាំដុះសាមញ្ញ សមត្ថភាពគ្រប់គ្រងបានខ្លាំង ការស្រាវជ្រាវអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងហ្មត់ចត់ និងសម្រេចបាននូវការអនុវត្តឧស្សាហកម្មរួចហើយ។ គុណសម្បត្តិនៃវិធីសាស្ត្រ HTCVD គឺថាវាអាចដាំដុះបន្ទះសៀគ្វីដែលដឹកនាំចរន្ត (n, p) និងបន្ទះសៀគ្វីពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់ដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ហើយអាចគ្រប់គ្រងកំហាប់សារធាតុដូពីង ដូច្នេះកំហាប់សារធាតុផ្ទុកនៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វីអាចលៃតម្រូវបានរវាង 3×1013~5×1019/cm3។ គុណវិបត្តិគឺកម្រិតបច្ចេកទេសខ្ពស់ និងចំណែកទីផ្សារទាប។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC ដំណាក់កាលរាវបន្តមានភាពចាស់ទុំ វានឹងបង្ហាញពីសក្តានុពលដ៏អស្ចារ្យក្នុងការជំរុញឧស្សាហកម្ម SiC ទាំងមូលនាពេលអនាគត ហើយទំនងជាចំណុចទម្លាយថ្មីមួយនៅក្នុងការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC។


ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៦ ខែមេសា ឆ្នាំ ២០២៤
ជជែកតាមអ៊ីនធឺណិត WhatsApp!