Цахиурын карбид нээгдсэнээс хойш өргөн хүрээний анхаарлыг татсан. Цахиурын карбид нь хагас Si атом, хагас C атомуудаас бүрдэх бөгөөд эдгээр нь sp3 эрлийз орбиталуудыг хуваалцдаг электрон хосоор дамжуулан ковалент холбоогоор холбогддог. Түүний дан талстын үндсэн бүтцийн нэгжид дөрвөн Si атом нь ердийн тетраэдр бүтэцтэй байрладаг бөгөөд C атом нь ердийн тетраэдрийн төвд байрладаг. Үүний эсрэгээр, Si атомыг тетраэдрийн төв гэж үзэж болох бөгөөд ингэснээр SiC4 эсвэл CSi4 үүсгэдэг. Тетраэдр бүтэц. SiC дахь ковалент холбоо нь маш ионтой бөгөөд цахиур-нүүрстөрөгчийн холбооны энерги нь маш өндөр, ойролцоогоор 4.47 эВ байдаг. Давхардсан хагарлын энерги бага тул цахиурын карбидын талстууд өсөлтийн явцад янз бүрийн политип үүсгэдэг. Куб, зургаан өнцөгт, гурвалсан гэсэн гурван үндсэн ангилалд хувааж болох 200 гаруй политип мэдэгдэж байна.
Одоогийн байдлаар SiC талстын үндсэн өсөлтийн аргуудад Физик уур тээвэрлэх арга (PVT арга), Өндөр температурт химийн уур хуримтлуулах арга (HTCVD арга), Шингэн фазын арга гэх мэт орно. Эдгээрээс PVT арга нь илүү боловсронгуй бөгөөд үйлдвэрлэлийн массын үйлдвэрлэлд илүү тохиромжтой.
PVT арга гэж нэрлэгддэг арга нь SiC үрийн талстыг тигелийн орой дээр байрлуулж, SiC нунтагыг түүхий эд болгон тигелийн ёроолд байрлуулахыг хэлнэ. Өндөр температур, нам даралтын битүү орчинд SiC нунтаг нь температурын градиент болон концентрацийн зөрүүний нөлөөгөөр сублимацияд орж, дээшээ хөдөлдөг. Үүнийг үрийн талстын ойролцоо зөөвөрлөж, дараа нь хэт ханасан төлөвт хүрсний дараа дахин талсжих арга юм. Энэ арга нь SiC талстын хэмжээ болон тодорхой талстын хэлбэрийг хянах боломжтой өсөлтийг бий болгож чадна.
Гэсэн хэдий ч PVT аргыг ашиглан SiC талстыг ургуулах нь урт хугацааны өсөлтийн явцад зохих өсөлтийн нөхцлийг үргэлж хадгалахыг шаарддаг бөгөөд эс тэгвээс энэ нь торны эмгэгт хүргэж, улмаар талстын чанарт нөлөөлнө. Гэсэн хэдий ч SiC талстуудын өсөлт нь хаалттай орон зайд явагддаг. Үр дүнтэй хяналтын аргууд цөөхөн бөгөөд олон хувьсагч байдаг тул үйл явцыг хянах нь хэцүү байдаг.
PVT аргаар SiC талстуудыг ургуулах явцад шаталсан урсгалын өсөлтийн горим (Step Flow Growth) нь дан талст хэлбэрийн тогтвортой өсөлтийн гол механизм гэж тооцогддог.
Ууршсан Si атомууд болон C атомууд нь муруйлтын цэг дээр талстын гадаргуугийн атомуудтай давуу эрхтэйгээр холбогдож, тэнд цөмжиж, өсөх бөгөөд алхам бүр зэрэгцээ урагшлахад хүргэдэг. Талстын гадаргуу дээрх алхамын өргөн нь адатомын диффузийн чөлөөт замаас хамаагүй хэтэрсэн үед олон тооны адатомууд бөөгнөрөх боломжтой бөгөөд үүссэн хоёр хэмжээст арал шиг өсөлтийн горим нь алхамын урсгалын өсөлтийн горимыг устгаж, 4H талстын бүтцийн мэдээлэл алдагдаж, олон согог үүсэхэд хүргэдэг. Тиймээс процессын параметрүүдийг тохируулах нь гадаргуугийн алхамын бүтцийг хянах, улмаар полиморфик согог үүсэхийг дарангуйлах, дан талст хэлбэрийг олж авах зорилгод хүрэх, эцэст нь өндөр чанартай талст бэлтгэхэд хүргэх ёстой.
Хамгийн эртний боловсруулсан SiC талст өсөлтийн арга болох физик уурын тээвэрлэлтийн арга нь одоогоор SiC талстыг ургуулах хамгийн түгээмэл өсөлтийн арга юм. Бусад аргуудтай харьцуулахад энэ арга нь өсөлтийн тоног төхөөрөмжид бага шаардлага тавьдаг, энгийн өсөлтийн процесс, хүчтэй хяналттай, харьцангуй нарийн судалгаатай бөгөөд үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд аль хэдийн хүрсэн. HTCVD аргын давуу тал нь дамжуулагч (n, p) болон өндөр цэвэршилттэй хагас тусгаарлагчтай вафли ургуулж чаддаг бөгөөд вафли дахь тээвэрлэгчийн концентрацийг 3×1013~5×1019/см3 хооронд тохируулж болохуйцаар допинг концентрацийг хянаж чаддагт оршино. Сул талууд нь өндөр техникийн босго, зах зээлийн эзлэх хувь бага байдаг. Шингэн фазын SiC талст өсөлтийн технологи хөгжсөөр байгаа тул ирээдүйд SiC салбарыг бүхэлд нь хөгжүүлэх асар их боломжийг харуулах бөгөөд SiC талст өсөлтийн шинэ нээлтийн цэг болох магадлалтай.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 4-р сарын 16