Wekî ku di Şekil 3 de tê xuyang kirin, sê teknîkên serdest hene ku armanc dikin ku krîstala yekane ya SiC bi kalîte û karîgeriya bilind peyda bikin: epitaksiya qonaxa şil (LPE), veguhastina buhara fîzîkî (PVT), û danîna buhara kîmyewî ya germahiya bilind (HTCVD). PVT pêvajoyek baş-damezrandî ye ji bo hilberîna krîstala yekane ya SiC, ku bi berfirehî di hilberînerên sereke yên wafer de tê bikar anîn.
Lêbelê, her sê pêvajo bi lez pêşve diçin û nûjen dibin. Hîn ne gengaz e ku meriv texmîn bike ka kîjan pêvajo dê di pêşerojê de bi berfirehî were pejirandin. Bi taybetî, di salên dawî de krîstala yekane ya SiC-ya bi kalîte bilind ku bi mezinbûna çareseriyê bi rêjeyek girîng tê hilberandin hatiye ragihandin, mezinbûna girseyî ya SiC di qonaxa şil de germahiyek ji ya pêvajoya sublîmasyon an danînê kêmtir hewce dike, û ew di hilberandina substratên SiC-ya celebê P de serketinê nîşan dide (Tabloya 3) [33, 34].
Wêne 3: Nexşeya sê teknîkên serdest ên mezinbûna krîstala yekane ya SiC: (a) epitaksiya qonaxa şil; (b) veguhastina buhara fîzîkî; (c) danîna buhara kîmyewî ya germahiya bilind
Tabloya 3: Berawirdkirina LPE, PVT û HTCVD ji bo mezinbûna krîstalên yekane yên SiC [33, 34]
Mezinbûna di çareseriyê de teknolojiyeke standard e ji bo amadekirina nîvconductorên pêkhatî [36]. Ji salên 1960an vir ve, lêkolîneran hewl dane ku krîstalek di çareseriyê de pêşve bibin [37]. Dema ku teknoloji pêş dikeve, têrbûna zêde ya rûyê mezinbûnê dikare baş were kontrol kirin, ku ev yek rêbaza çareseriyê dike teknolojiyeke sozdar ji bo bidestxistina îngotên krîstala yekane yên bi kalîte bilind.
Ji bo mezinbûna çareseriyê ya krîstala yekane ya SiC, çavkaniya Si ji helandina Si ya pir paqij tê, lê xaçerêya grafît du armancan pêk tîne: germker û çavkaniya maddeya C. Krîstalên yekane yên SiC di bin rêjeya stoîkyometrîk a îdeal de bêtir mezin dibin dema ku rêjeya C û Si nêzîkî 1 be, ku dendika kêmasiyê ya kêmtir nîşan dide [28]. Lêbelê, di zexta atmosferîk de, SiC xala helandinê nîşan nade û rasterast bi rêya buharbûnê di germahiyên ku ji dora 2,000 °C derbas dibin de dihele. Helandinên SiC, li gorî bendewariyên teorîk, tenê dikarin di bin germahiyên giran de werin çêkirin, ku ji diyagrama qonaxa dualî ya Si-C (Wêne 4) tê dîtin ku bi gradyana germahiyê û pergala çareseriyê ve girêdayî ye. Çiqas C di helandina Si de bilindtir be, ji 1% heya 13% diguhere. Supersaturasyona C ya ajoker, rêjeya mezinbûnê zûtir dibe, lê hêza C ya nizm a mezinbûnê supersaturasyona C ye ku di bin zexta 109 Pa û germahiyên li jor 3,200 °C de serdest e. Ew dikare zêdetêrbûn rûyekî lûs çêbike [22, 36-38]. Di germahiyên di navbera 1,400 û 2,800 °C de, çareseriya C di helandina Si de ji 1 at.% heta 13 at.% diguhere. Hêza ajotinê ya mezinbûnê zêdetêrbûna C ye ku ji hêla gradyana germahiyê û pergala çareseriyê ve serdest e. Çiqas zêdetêrbûna C bilindtir be, rêjeya mezinbûnê zûtir dibe, lê zêdetêrbûna C ya nizm rûyekî lûs çêbike [22, 36-38].
Wêne 4: Diyagrama qonaxa dualî ya Si-C [40]
Dopkirina hêmanên metalên veguhêz an hêmanên erdên nadir ne tenê germahiya mezinbûnê bi bandor kêm dike, lê xuya dike ku yekane rê ye ku bi awayekî berbiçav çareseriya karbonê di helandina Si de baştir bike. Zêdekirina metalên koma veguhêz, wek Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77-80], hwd., an metalên erdên nadir, wek Ce [81], Y [82], Sc, hwd. li helandina Si dihêle ku çareseriya karbonê di rewşek nêzîkî hevsengiya termodînamîk de ji %50at. derbas bibe. Wekî din, teknîka LPE ji bo dopkirina celebê P ya SiC guncan e, ku dikare bi lêkirina Al di nav de were bidestxistin.
çareserker [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Lêbelê, tevlêbûna Al dibe sedema zêdebûna berxwedana krîstalên yekane yên SiC yên celebê P [49, 56]. Ji bilî mezinbûna celebê N di bin dopkirina nîtrojenê de,
Mezinbûna çareseriyê bi gelemperî di atmosfereke gaza bêbandor de pêk tê. Her çend helyûm (He) ji argonê bihatir be jî, ji ber vîskozîteya wê ya kêmtir û guhêrbariya germî ya bilindtir (8 caran ji argonê) ji hêla gelek zanyaran ve tê tercîh kirin [85]. Rêjeya koçberiyê û naveroka Cr di 4H-SiC de di bin atmosfera He û Ar de dişibin hev, hatiye îspat kirin ku mezinbûn di bin Her de ji ber belavbûna germê ya mezintir a xwediyê tovê dibe sedema rêjeyek mezinbûnê ya bilindtir ji mezinbûna di bin Ar de [68]. Ew rê li ber çêbûna valahiyan di hundurê krîstala mezinbûyî de û çêbûna navokî ya xweber di çareseriyê de digire, wê hingê, morfolojiya rûyek nerm dikare were bidestxistin [86].
Ev gotar pêşveçûn, serîlêdan û taybetmendiyên cîhazên SiC, û sê rêbazên sereke ji bo mezinbûna krîstala yekane ya SiC da nasîn. Di beşên jêrîn de, teknîkên mezinbûna çareseriyê ya heyî û parametreyên sereke yên têkildar hatin nirxandin. Di dawiyê de, perspektîfek hate pêşniyar kirin ku li ser dijwarî û xebatên pêşerojê yên di derbarê mezinbûna girseyî ya krîstalên yekane yên SiC bi rêya rêbaza çareseriyê de nîqaş kir.
Dema şandinê: Tîrmeh-01-2024