Tuputupu aʻe o le SiC silicon carbide single crystal

Talu mai lona mauaina, ua tosina mai ai e le silicon carbide le mafaufau o le toatele. O le silicon carbide e aofia ai le afa o Si atoms ma le afa o C atoms, ia e fesoʻotaʻi e ala i covalent bonds e ala i electron pairs e fefaʻasoaaʻi sp3 hybrid orbitals. I le iunite faʻavae o lona tasi crystal, e fa Si atoms o loʻo faʻatulagaina i se fausaga tetrahedral masani, ma o le C atom o loʻo i le ogatotonu o le tetrahedron masani. I se isi itu, e mafai foi ona manatu i le Si atom o le ogatotonu o le tetrahedron, ma fausia ai le SiC4 poʻo le CSi4. Fausaga Tetrahedral. O le covalent bond i le SiC e maualuga tele le ionic, ma o le silicon-carbon bond e matua maualuga lava, e tusa ma le 4.47eV. Ona o le maualalo o le stacking fault energy, e faigofie ona fausia e silicon carbide crystals ni polytypes eseese i le taimi o le faagasologa o le tuputupu aʻe. E silia ma le 200 polytypes ua iloa, e mafai ona vaevaeina i ni vaega tetele se tolu: cubic, hexagonal ma trigonal.

I le taimi nei, o auala autū e faʻatupuina ai tioata SiC e aofia ai le Physical Vapor Transport Method (PVT method), High Temperature Chemical Vapor Deposition (HTCVD method), Liquid Phase Method, ma isi. O le auala PVT ua sili atu ona matua ma sili atu ona talafeagai mo le gaosiga tele o alamanuia.

O le metotia ua ta'ua o le PVT e faasino i le tuuina o tioata fatu SiC i luga o le ulo, ma tuu le pauta SiC o se mea mata i le pito i lalo o le ulo. I se siosiomaga tapuni o le vevela maualuga ma le mamafa maualalo, e fa'asusu le pauta SiC ma agai i luga i lalo o le gaioiga o le suiga o le vevela ma le eseesega o le malosi. O se metotia e feavea'i ai i tafatafa o le tioata fatu ona toe fa'akristalina lea pe a uma ona o'o i se tulaga e matua'i tumu. O lenei metotia e mafai ona ausia ai le tuputupu a'e e mafai ona pulea o le tele o tioata SiC ma foliga fa'apitoa o tioata.
Peita'i, o le fa'aaogaina o le metotia PVT e fa'atupu ai ni tioata SiC e mana'omia ai le tausia pea o tulaga talafeagai o le tuputupu a'e i le taimi o le fa'agasologa umi o le tuputupu a'e, a leai o le a i'u ai i le fa'aletonu o le lattice, ma a'afia ai le lelei o le tioata. Peita'i, o le tuputupu a'e o tioata SiC e fa'amae'aina i se avanoa tapuni. E le tele ni metotia lelei e mata'ituina ai ma e tele fo'i mea e fesuisuia'i, o lea e faigata ai ona pulea le fa'agasologa.

I le faagasologa o le faatupuina o tioata SiC e ala i le metotia PVT, o le faiga o le tuputupu ae o le laasaga (Step Flow Growth) ua manatu o le auala autu lea mo le tuputupu ae mautu o se foliga tioata e tasi.
O atoma Si ua fa'asuati ma atoma C o le a pipii fa'atasi ma atoma o luga o le tioata i le tulaga e fa'apipi'i ai, lea o le a latou fa'aputu ai ma tuputupu a'e ai, ma mafua ai ona tafe fa'atasi la'asaga ta'itasi i luma. Afai e sili atu le lautele o la'asaga i luga o le luga o le tioata nai lo le ala sa'oloto o le fa'asalalauina o adatoms, e ono fa'aputu fa'atasi le tele o adatoms, ma o le faiga tuputupu a'e e pei o le motu e lua-dimensional ua fausia o le a fa'aumatia ai le faiga tuputupu a'e o le tafe o la'asaga, ma iu ai ina leiloa fa'amatalaga o le fausaga o le tioata 4H, ma iu ai ina tele fa'aletonu. O le mea lea, o le fetu'una'iga o fa'asologa o le fa'agasologa e tatau ona ausia ai le puleaina o le fausaga o la'asaga i luga, ma taofia ai le gaosia o fa'aletonu polymorphic, ausia ai le fa'amoemoega o le mauaina o se foliga tioata e tasi, ma iu ai ina saunia ni tioata maualuga.

I le avea ai ma metotia muamua o le tuputupu aʻe o le tioata SiC, o le metotia o felauaiga faʻaletino o le ausa o le metotia sili ona taatele i le taimi nei mo le tuputupu aʻe o tioata SiC. Pe a faʻatusatusa i isi metotia, o lenei metotia e maualalo le manaʻoga mo meafaigaluega tuputupu aʻe, o se faiga faigofie o le tuputupu aʻe, malosi le puleaina, suʻesuʻega maeʻaeʻa o atinaʻe, ma ua uma ona ausia le faʻaaogaina faʻapisinisi. O le lelei o le metotia HTCVD e mafai ona tuputupu aʻe ai ni wafers semi-insulating e faʻavevela (n, p) ma mama maualuga, ma e mafai ona pulea le maualuga o le doping ina ia mafai ona fetuʻunaʻi le maualuga o le carrier i totonu o le wafer i le va o le 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / cm3. O mea le lelei o le maualuga o le tulaga faʻapitoa ma le maualalo o le sea maketi. A o faʻaauau pea ona matua le tekinolosi tuputupu aʻe o le tioata SiC vai, o le a faʻaalia ai le tele o le gafatia i le faʻalauteleina o le alamanuia atoa o le SiC i le lumanaʻi ma e foliga mai o se tulaga fou i le tuputupu aʻe o le tioata SiC.