Ji dema vedîtina xwe ve, karbîda silîkonê bala berfireh kişandiye ser xwe. Karbîda silîkonê ji nîv atomên Si û nîv atomên C pêk tê, ku bi girêdanên kovalent bi rêya cotên elektronan ên ku orbitalên hîbrîd ên sp3 parve dikin ve girêdayî ne. Di yekîneya avahiya bingehîn a krîstala wê ya yekane de, çar atomên Si di avahiyek tetrahedral a rêkûpêk de rêz bûne, û atoma C li navenda tetrahedrê ya rêkûpêk e. Berevajî vê, atoma Si jî dikare wekî navenda tetrahedrê were hesibandin, bi vî rengî SiC4 an CSi4 çêdike. Avahiya tetrahedral. Girêdana kovalent di SiC de pir iyonîk e, û enerjiya girêdana silîkon-karbon pir zêde ye, bi qasî 4.47eV. Ji ber enerjiya xeletiya komkirinê ya kêm, krîstalên karbîda silîkonê di dema pêvajoya mezinbûnê de bi hêsanî polîtîpên cûrbecûr çêdikin. Zêdetirî 200 polîtîpên naskirî hene, ku dikarin li sê kategoriyên sereke werin dabeş kirin: kubîk, şeşalî û sêgoşeyî.
Niha, rêbazên sereke yên mezinbûna krîstalên SiC ev in: Rêbaza Veguhestina Buxara Fizîkî (rêbaza PVT), Depozîsyona Buxara Kîmyayî ya Germahiya Bilind (rêbaza HTCVD), Rêbaza Qonaxa Şile, û hwd. Di nav wan de, rêbaza PVT ji bo hilberîna girseyî ya pîşesaziyê gihîştîtir û guncawtir e.
Rêbaza PVT tê gotin, danîna krîstalên tovê SiC li ser serê tenûrê û danîna toza SiC wekî madeya xav li binê tenûrê. Di hawîrdorek girtî ya germahiya bilind û zexta nizm de, toza SiC di bin bandora gradyana germahiyê û cudahiya konsantrasyonê de sublîm dibe û ber bi jor ve diçe. Rêbazek veguhastina wê bo nêzîkî krîstala tovê û dûv re piştî gihîştina rewşek zêde têrbûyî, ji nû ve krîstalîzekirina wê ye. Ev rêbaz dikare mezinbûna kontrolkirî ya mezinahiya krîstala SiC û formên krîstala taybetî bi dest bixe.
Lêbelê, karanîna rêbaza PVT ji bo mezinbûna krîstalên SiC hewce dike ku her gav şert û mercên mezinbûnê yên guncaw di dema pêvajoya mezinbûna demdirêj de werin parastin, wekî din ew ê bibe sedema bêserûberiya torê, bi vî rengî bandorê li kalîteya krîstalê dike. Lêbelê, mezinbûna krîstalên SiC di cîhek girtî de temam dibe. Rêbazên çavdêriyê yên bi bandor kêm in û gelek guhêrbar hene, ji ber vê yekê kontrola pêvajoyê dijwar e.
Di pêvajoya mezinbûna krîstalên SiC bi rêbaza PVT de, moda mezinbûna herikîna gav bi gav (Step Flow Growth) wekî mekanîzmaya sereke ya mezinbûna domdar a forma krîstalek yekane tê hesibandin.
Atomên Si û atomên C yên buharbûyî dê bi tercîhî li xala çirandinê bi atomên rûyê krîstalê ve girêbidin, li wir ew ê navik bibin û mezin bibin, û bibin sedema ku her gav bi paralel ber bi pêş ve biherike. Dema ku firehiya gavê li ser rûyê krîstalê ji rêya bê belavbûnê ya adatoman pir zêdetir be, hejmareke mezin ji adatoman dikarin kom bibin, û moda mezinbûna du-alî ya mîna giravê ya ku çêdibe dê moda mezinbûna herikîna gavê hilweşîne, di encamê de agahdariya avahiya krîstalê ya 4H winda bibe, ku di encamê de kêmasiyên pirjimar çêdibin. Ji ber vê yekê, sererastkirina parametreyên pêvajoyê divê kontrola avahiya gavê ya rûyê pêk bîne, bi vî rengî çêbûna kêmasiyên polîmorfîk were tepeserkirin, armanca bidestxistina formeke krîstal a yekane were bidestxistin, û di dawiyê de krîstalên bi kalîte bilind werin amadekirin.
Wekî rêbaza mezinbûna krîstala SiC ya herî zû pêşkeftî, rêbaza veguhastina buxara fîzîkî niha rêbaza mezinbûna herî sereke ye ji bo mezinbûna krîstalên SiC. Li gorî rêbazên din, ev rêbaz hewcedariyên kêmtir ji bo alavên mezinbûnê, pêvajoyek mezinbûna hêsan, kontrolkirinek xurt, lêkolînek pêşveçûnê ya nisbeten berfireh heye, û berê xwe daye serîlêdana pîşesaziyê. Avantaja rêbaza HTCVD ev e ku ew dikare waflên nîv-îzolekirî yên guhêrbar (n, p) û paqijiya bilind mezin bike, û dikare rêjeya dopingê kontrol bike da ku rêjeya hilgir di waflê de di navbera 3×1013~5×1019/cm3 de were verast kirin. Dezavantaj asta teknîkî ya bilind û para bazarê ya kêm in. Her ku teknolojiya mezinbûna krîstala SiC ya qonaxa şil berdewam dike, ew ê di pêşerojê de potansiyelek mezin di pêşvebirina tevahiya pîşesaziya SiC de nîşan bide û îhtîmal e ku bibe xalek nû ya pêşketinê di mezinbûna krîstala SiC de.
Dema weşandinê: 16ê Nîsanê, 2024