Araka ny aseho amin'ny Sary 3, misy teknika telo lehibe mikendry ny hanome kristaly tokana SiC kalitao sy fahombiazana avo lenta: epitaxy dingana ranoka (LPE), fitaterana etona ara-batana (PVT), ary fametrahana etona simika amin'ny mari-pana avo (HTCVD). Ny PVT dia fomba efa ela no nampiasaina hamokarana kristaly tokana SiC, izay ampiasaina betsaka amin'ireo mpanamboatra wafer lehibe.
Na izany aza, ireo dingana telo ireo dia mivoatra haingana sy manavao. Mbola tsy azo atao ny mamaritra hoe dingana inona no hampiasaina betsaka amin'ny ho avy. Indrindra indrindra, ny kristaly tokana SiC avo lenta vokarin'ny fitomboan'ny vahaolana amin'ny tahan'ny be dia be dia notaterina tato anatin'ny taona vitsivitsy, ny fitomboan'ny SiC betsaka ao amin'ny dingana ranoka dia mitaky mari-pana ambany kokoa noho ny an'ny sublimation na ny dingana fametrahana, ary mampiseho ny fahaiza-manao amin'ny famokarana substrates SiC karazana-P (Tabilao 3) [33, 34].
Sary 3: Kisarisary maneho teknika telo lehibe amin'ny fitomboan'ny kristaly tokana SiC: (a) epitaksia amin'ny dingana ranoka; (b) fitaterana etona ara-batana; (c) fametrahana etona simika amin'ny mari-pana avo lenta
Tabilao 3: Fampitahana ny LPE, PVT ary HTCVD ho an'ny fampitomboana kristaly tokana SiC [33, 34]
Teknolojia mahazatra amin'ny fanomanana semiconductors mitambatra ny fitomboan'ny vahaolana [36]. Nanomboka tamin'ny taona 1960, niezaka namorona kristaly tao anaty vahaolana ireo mpikaroka [37]. Raha vao mivoatra ny teknolojia, dia azo fehezina tsara ny supersaturation amin'ny velaran'ny fitomboana, izay mahatonga ny fomba vahaolana ho teknolojia mampanantena hahazoana ingots kristaly tokana avo lenta.
Ho an'ny fitomboan'ny vahaolana amin'ny kristaly tokana SiC, ny loharanon'ny Si dia avy amin'ny Si mitsonika tena madio raha toa kosa ny lasitra grafita dia manana tanjona roa: fanafanana sy loharanon'ny solute C. Ny kristaly tokana SiC dia azo inoana kokoa fa hitombo eo ambanin'ny tahan'ny stoichiometrika tonga lafatra rehefa akaiky ny 1 ny tahan'ny C sy Si, izay manondro ny hakitroky ny lesoka ambany kokoa [28]. Na izany aza, amin'ny tsindrin'ny atmosfera, ny SiC dia tsy mampiseho teboka mitsonika ary miparitaka mivantana amin'ny alàlan'ny etona amin'ny mari-pana mihoatra ny 2,000 °C. Ny SiC mitsonika, araka ny antenaina ara-teorika, dia tsy azo atao afa-tsy amin'ny alàlan'ny gradient ny mari-pana sy ny rafitra vahaolana. Arakaraka ny maha-avo ny C ao amin'ny Si mitsonika dia miovaova eo anelanelan'ny 1at.% sy 13at.%. Ny supersaturation C mitarika, ny hafainganam-pandehan'ny fitomboana, raha toa kosa ny herin'ny C ambany amin'ny fitomboana dia ny supersaturation C izay manjaka amin'ny tsindry 109 Pa ary mari-pana mihoatra ny 3,200 °C. Afaka mamokatra velarana malama ny supersaturation [22, 36-38]. Amin'ny mari-pana eo anelanelan'ny 1.400 sy 2.800 °C, ny fahafahan'ny C levona ao amin'ny Si mitsonika dia miovaova eo anelanelan'ny 1at.% sy 13at.%. Ny hery manosika ny fitomboana dia ny supersaturation C izay fehezin'ny gradient mari-pana sy ny rafitra vahaolana. Arakaraka ny maha-avo ny supersaturation C no haingana kokoa ny tahan'ny fitomboana, raha toa kosa ka ny supersaturation C ambany no mamokatra velarana malama [22, 36-38].
Sary 4: Kisarisary dingana binary Si-C [40]
Ny fampidirana singa metaly tetezamita na singa tsy fahita firy dia tsy vitan'ny hoe mampihena ny mari-pana fitomboana fotsiny fa toa ny hany fomba hanatsarana be ny fahafahan'ny karbônina levona ao amin'ny Si mitsonika. Ny fanampiana metaly vondrona tetezamita, toy ny Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77-80], sns. na metaly tsy fahita firy, toy ny Ce [81], Y [82], Sc, sns. amin'ny Si mitsonika dia mamela ny fahafahan'ny karbônina levona mihoatra ny 50at.% ao anatin'ny toetry ny fifandanjana thermodynamic. Ankoatra izany, ny teknika LPE dia tsara ho an'ny fampidirana karazana P amin'ny SiC, izay azo tanterahina amin'ny alàlan'ny fampidirana Al ao amin'ny
solvent [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Na izany aza, ny fampidirana Al dia mitarika amin'ny fitomboan'ny resistivity amin'ny kristaly tokana SiC karazana-P [49, 56]. Ankoatra ny fitomboan'ny karazana-N eo ambanin'ny doping azota,
Amin'ny ankapobeny, ny fitomboan'ny vahaolana dia mitranga ao anaty atmosfera entona tsy mihetsika. Na dia lafo kokoa noho ny argon aza ny hélium (He), dia tian'ny manam-pahaizana maro izy io noho ny viscosity ambany kokoa sy ny conductivity mafana ambony kokoa (in-8 noho ny argon) [85]. Mitovy ny tahan'ny fifindrana sy ny votoatin'ny Cr ao amin'ny 4H-SiC ao anatin'ny atmosfera He sy Ar, voaporofo fa ny fitomboana ao anatin'ny Here dia miteraka tahan'ny fitomboana ambony kokoa noho ny fitomboana ao anatin'ny Ar noho ny fanaparitahana hafanana lehibe kokoa amin'ny mpihazona voa [68]. Ny He dia manakana ny fiforonan'ny banga ao anatin'ny kristaly mitombo sy ny nucleation ho azy ao amin'ny vahaolana, avy eo, azo atao ny mahazo endrika malefaka amin'ny velarana [86].
Ity lahatsoratra ity dia nampiditra ny fampandrosoana, ny fampiharana ary ny toetran'ny fitaovana SiC, ary ireo fomba telo lehibe amin'ny fampitomboana kristaly tokana SiC. Ao amin'ireo fizarana manaraka, dia nojerena ireo teknika fampitomboana vahaolana ankehitriny sy ireo masontsivana fototra mifandraika amin'izany. Farany, dia natolotra ny fomba fijery iray izay niresaka momba ireo fanamby sy ny asa ho avy momba ny fitomboan'ny kristaly tokana SiC betsaka amin'ny alàlan'ny fomba famahana.
Fotoana fandefasana: 01 Jolay 2024