ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အာရုံစိုက်မှုကို ရရှိခဲ့သည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သည် Si အက်တမ်တစ်ဝက်နှင့် C အက်တမ်တစ်ဝက်ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး sp3 hybrid orbitals များကို မျှဝေသော အီလက်ထရွန်အတွဲများမှတစ်ဆင့် covalent bonds များဖြင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။ ၎င်း၏ single crystal ၏ အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံယူနစ်တွင် Si အက်တမ်လေးခုကို ပုံမှန် tetrahedral ဖွဲ့စည်းပုံတွင် စီစဉ်ထားပြီး C အက်တမ်သည် ပုံမှန် tetrahedron ၏အလယ်ဗဟိုတွင် တည်ရှိသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် Si အက်တမ်ကို tetrahedron ၏အလယ်ဗဟိုအဖြစ်လည်း သတ်မှတ်နိုင်ပြီး SiC4 သို့မဟုတ် CSi4 ကို ဖွဲ့စည်းသည်။ Tetrahedral ဖွဲ့စည်းပုံ။ SiC ရှိ covalent bond သည် ionic မြင့်မားပြီး ဆီလီကွန်-ကာဗွန် bond စွမ်းအင်သည် အလွန်မြင့်မားပြီး 4.47 eV ခန့်ရှိသည်။ stacking fault စွမ်းအင်နည်းပါးခြင်းကြောင့် ဆီလီကွန်ကာဗိုက် crystals များသည် ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း polytypes အမျိုးမျိုးကို အလွယ်တကူဖွဲ့စည်းသည်။ လူသိများသော polytypes ၂၀၀ ကျော်ရှိပြီး အဓိကအမျိုးအစားသုံးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- cubic၊ hexagonal နှင့် trigonal။
လက်ရှိတွင် SiC ပုံဆောင်ခဲများ၏ အဓိကကြီးထွားမှုနည်းလမ်းများတွင် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအငွေ့သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးနည်းလမ်း (PVT နည်းလမ်း)၊ အပူချိန်မြင့်ဓာတုအငွေ့စုပုံခြင်း (HTCVD နည်းလမ်း)၊ အရည်အဆင့်နည်းလမ်း စသည်တို့ ပါဝင်သည်။ ၎င်းတို့တွင် PVT နည်းလမ်းသည် ပိုမိုရင့်ကျက်ပြီး စက်မှုလုပ်ငန်းအစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်မှုအတွက် ပိုမိုသင့်လျော်သည်။
PVT နည်းလမ်းဟုခေါ်သောနည်းလမ်းမှာ SiC မျိုးစေ့ပုံဆောင်ခဲများကို crucible ၏ထိပ်တွင်ထားပြီး SiC အမှုန့်ကို crucible ၏အောက်ခြေတွင် ကုန်ကြမ်းအဖြစ်ထားခြင်းဖြစ်သည်။ အပူချိန်မြင့်မားပြီး ဖိအားနည်းသော ပိတ်ထားသောပတ်ဝန်းကျင်တွင် SiC အမှုန့်သည် အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုနှင့် အာရုံစူးစိုက်မှုကွာခြားချက်၏လုပ်ဆောင်ချက်အောက်တွင် အရည်ပျော်ပြီး အပေါ်သို့ရွေ့လျားသည်။ ၎င်းကို မျိုးစေ့ပုံဆောင်ခဲအနီးသို့ သယ်ယူပို့ဆောင်ပြီးနောက် supersaturated အခြေအနေသို့ရောက်ပြီးနောက် ပြန်လည်ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့သည့်နည်းလမ်းဖြစ်သည်။ ဤနည်းလမ်းသည် SiC ပုံဆောင်ခဲအရွယ်အစားနှင့် သီးခြားပုံဆောင်ခဲပုံစံများ၏ ထိန်းချုပ်နိုင်သောကြီးထွားမှုကို ရရှိစေသည်။
သို့သော်၊ SiC ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားရန် PVT နည်းလမ်းကို အသုံးပြုခြင်းသည် ရေရှည်ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း သင့်လျော်သော ကြီးထွားမှုအခြေအနေများကို အမြဲထိန်းသိမ်းထားရန် လိုအပ်ပါသည်၊ မဟုတ်ပါက ၎င်းသည် ကွက်တိပုံစံမမှန်ခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ပုံဆောင်ခဲ၏ အရည်အသွေးကို ထိခိုက်စေပါသည်။ သို့သော်၊ SiC ပုံဆောင်ခဲများ၏ ကြီးထွားမှုသည် ပိတ်ထားသောနေရာတွင် ပြီးမြောက်ပါသည်။ ထိရောက်သော စောင့်ကြည့်ရေးနည်းလမ်းများ အနည်းငယ်သာရှိပြီး ကိန်းရှင်များစွာရှိသောကြောင့် လုပ်ငန်းစဉ်ထိန်းချုပ်မှုသည် ခက်ခဲပါသည်။
PVT နည်းလမ်းဖြင့် SiC ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားလာခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ step flow growth mode (Step Flow Growth) သည် single crystal form ၏ တည်ငြိမ်သော ကြီးထွားမှုအတွက် အဓိက ယန္တရားအဖြစ် သတ်မှတ်ခံရသည်။
အငွေ့ပျံသွားသော Si အက်တမ်များနှင့် C အက်တမ်များသည် ကွေးညွှတ်အမှတ်တွင် ပုံဆောင်ခဲမျက်နှာပြင်အက်တမ်များနှင့် ဦးစားပေး ချိတ်ဆက်မည်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းတို့သည် နျူကလိယဖွဲ့စည်းပြီး ကြီးထွားလာမည်ဖြစ်ကာ ခြေလှမ်းတစ်ခုစီသည် အပြိုင်ရှေ့သို့ စီးဆင်းစေမည်ဖြစ်သည်။ ပုံဆောင်ခဲမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ခြေလှမ်းအကျယ်သည် အာဒါတမ်များ၏ ပျံ့နှံ့မှုကင်းသောလမ်းကြောင်းထက် များစွာကျော်လွန်သွားသောအခါ၊ အာဒါတမ်အများအပြား စုပုံလာပြီး၊ ဖွဲ့စည်းထားသော နှစ်ဖက်မြင်ကျွန်းကဲ့သို့သော ကြီးထွားမှုပုံစံသည် ခြေလှမ်းစီးဆင်းမှုကြီးထွားမှုပုံစံကို ဖျက်ဆီးပစ်မည်ဖြစ်ပြီး၊ 4H ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံအချက်အလက်များ ဆုံးရှုံးစေပြီး ချို့ယွင်းချက်များစွာကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ လုပ်ငန်းစဉ်ကန့်သတ်ချက်များကို ချိန်ညှိခြင်းသည် မျက်နှာပြင်ခြေလှမ်းဖွဲ့စည်းပုံကို ထိန်းချုပ်နိုင်ရမည်ဖြစ်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် polymorphic ချို့ယွင်းချက်များဖြစ်ပေါ်ခြင်းကို ဖိနှိပ်ခြင်း၊ တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲပုံစံရရှိရန် ရည်ရွယ်ချက်ကို အောင်မြင်စေပြီး နောက်ဆုံးတွင် အရည်အသွေးမြင့် ပုံဆောင်ခဲများကို ပြင်ဆင်ခြင်းတို့ကို ပြုလုပ်ရမည်။
အစောဆုံး တီထွင်ထားသော SiC ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားမှုနည်းလမ်းအနေဖြင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ အငွေ့သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးနည်းလမ်းသည် SiC ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားရန်အတွက် လက်ရှိတွင် အဓိက ကြီးထွားမှုနည်းလမ်းဖြစ်သည်။ အခြားနည်းလမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဤနည်းလမ်းတွင် ကြီးထွားမှုပစ္စည်းကိရိယာများအတွက် လိုအပ်ချက်နည်းပါးခြင်း၊ ရိုးရှင်းသော ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်၊ ထိန်းချုပ်မှုအားကောင်းခြင်း၊ နှိုင်းယှဉ်ချက်အားဖြင့် ပြည့်စုံသော ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသုတေသနတို့ ပါဝင်ပြီး စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ အသုံးချမှုကို ရရှိထားပြီးဖြစ်သည်။ HTCVD နည်းလမ်း၏ အားသာချက်မှာ လျှပ်ကူးနိုင်သော (n, p) နှင့် မြင့်မားသောသန့်စင်မှုရှိသော semi-insulating wafers များကို ကြီးထွားစေနိုင်ပြီး wafer ရှိ carrier concentration ကို 3×1013~5×1019/cm3 အကြား ချိန်ညှိနိုင်စေရန် doping concentration ကို ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ အားနည်းချက်များမှာ နည်းပညာဆိုင်ရာ စံနှုန်းမြင့်မားခြင်းနှင့် ဈေးကွက်ဝေစုနည်းပါးခြင်းတို့ဖြစ်သည်။ အရည်အဆင့် SiC ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားမှုနည်းပညာသည် ဆက်လက်ရင့်ကျက်လာသည်နှင့်အမျှ အနာဂတ်တွင် SiC လုပ်ငန်းတစ်ခုလုံးကို မြှင့်တင်ရာတွင် အလားအလာကောင်းများ ပြသလာမည်ဖြစ်ပြီး SiC ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားမှုတွင် တိုးတက်မှုအသစ်တစ်ခု ဖြစ်လာဖွယ်ရှိသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဧပြီလ ၁၆ ရက်