Lakabka epitaxial waa filim khafiif ah oo gaar ah oo hal-kiristaal ah oo lagu beero substrate wafer ah iyada oo loo marayo habka epitaxial; wafer-ka substrate-ka iyo filimka epitaxial-ka waxaa si wadajir ah loogu yeeraa wafer epitaxial ah. Kuwaas waxaa ka mid ah, kobcinta lakabka epitaxial-ka ee silicon carbide ee ku yaal substrate-ka carbide-ka ee silikoonka ah ee gudbiya waxay soo saartaa wafer epitaxial ah oo silikoon carbide ah oo isku mid ah, kaas oo si dheeraad ah loogu samayn karo aaladaha korontada sida Schottky diodes, MOSFETs, iyo IGBTs. Nooca substrate-ka ee ugu isticmaalka badan waa substrate-ka 4H-SiC.
Maadaama dhammaan aaladaha lagu sameeyay lakabyada epitaxial, tayada lakabka epitaxial waxay saameyn weyn ku leedahay waxqabadka qalabka. Si kastaba ha ahaatee, tayada lakabka epitaxial waxaa saameeya habaynta kiristaalka iyo substrate-ka, taasoo dhigaysa meel muhiim ah oo warshadaha ah waxayna door muhiim ah ka ciyaartaa horumarkeeda.
Hababka aasaasiga ah ee loo diyaariyo lakabyada epitaxial silicon carbide waxaa ka mid ah: dhigista uumiga; epitaxy-ga marxaladda dareeraha ah (LPE); epitaxy-ga molecular beam epitaxy (MBE); iyo dhigista uumiga kiimikada (CVD). Kuwaas waxaa ka mid ah, dhigista uumiga kiimikada (CVD) waa habka ugu ballaaran ee loo isticmaalo epitaxy-ga isku-dhafan ee 4H-SiC. Epitaxy-ga 4H-SiC CVD wuxuu caadi ahaan adeegsadaa qalabka CVD, kaas oo hubiya sii socoshada qaab-dhismeedka kiristaalka 4H-SiC ee heerkulka korriinka sare.
Qalabka CVD, substrate-ka si toos ah looguma dhejin karo dusha birta ama si fudud looguma dhejin karo saldhig loogu talagalay dhigista epitaxial, maadaama tani ay ku lug leedahay arrimo saameyn kala duwan leh sida jihada socodka gaaska (joogto ah, toosan), heerkulka, cadaadiska, hagaajinta, iyo wasakheynta ka timaadda walxaha daadanaya. Sidaa darteed, saldhig taageero ayaa loo baahan yahay; substrate-ka waxaa la saaraa saxaarad, ka dibna dhigista epitaxial waxaa lagu sameeyaa substrate-ka iyadoo la adeegsanayo tignoolajiyada CVD. Saldhiggan taageerada waa saldhig garaafit ah oo SiC-dabool leh.
Qayb muhiim ah, substrate-ka graphite wuxuu leeyahay xoog gaar ah oo sarreeya iyo modulus gaar ah, iyo sidoo kale shoog kuleyl oo wanaagsan iyo iska caabin daxaleed. Si kastaba ha ahaatee, inta lagu jiro wax soo saarka, graphite-ku wuxuu ku dhici karaa daxal iyo daadinta budada sababtoo ah gaasaska daxalka leh iyo isku-dhafka organometallic ee haray, taasoo si weyn u yareyneysa cimriga adeegga substrate-ka. Isla mar ahaantaana, budada graphite-ka ee la shiiday waxay wasakheyn kartaa jajabyada. Soo saarista waferada epitaxial ee silicon carbide, waxay noqotay mid sii kordheysa oo adag in la buuxiyo shuruudaha sii adkaanaya ee walxaha graphite, taasoo si weyn u xaddidaysa horumarkooda iyo codsigooda wax ku oolka ah. Sidaas darteed,tiknoolajiyada dahaarkaayaa soo baxday xal ahaan.
Faa'iidooyinka Dahaarka SiC ee Warshadaha Semiconductor-ka
Sifooyinka jireed iyo kuwa kiimikada ee dahaarka waa inay buuxiyaan shuruudo adag oo ku saabsan iska caabbinta heerkulka sare iyo daxalka, maadaama kuwani ay si toos ah u saameeyaan wax soo saarka iyo cimriga badeecada. Maaddada SiC waxay leedahay xoog sare, adkeysi sare, isku-darka hoose ee ballaarinta kulaylka, iyo hab-dhaqanka kulaylka oo aad u fiican, taasoo ka dhigaysa walxo muhiim ah oo qaab-dhismeed iyo semiconductor ah oo heerkul sare leh. Marka lagu dabaqo substrate-ka garaafiga, faa'iidooyinkeeda waxaa ka mid ah:
1) SiC waa mid u adkaysta daxalka wuxuuna si buuxda u dabooli karaa substrate-ka garaafiga. Cufnaantiisa sare waxay ka hortagtaa waxyeelada ka timaadda gaasaska daxalka.
2) SiC wuxuu leeyahay kuleyl badan iyo xoog isku xidhnaan xooggan oo leh substrate-ka garaafiga, taasoo hubinaysa in dahaadhku uu ahaado mid aan waxba tarayn xitaa ka dib wareegyada heerkulka hooseeya ee soo noqnoqda.
3) SiC waxay leedahay xasillooni kiimiko oo aad u fiican, taasoo ka hortagaysa in dahaarka uu ku xumaado jawiga heerkulka sare iyo kan daxalka leh.
Intaa waxaa dheer, foornooyinka epitaxial-ka ee laga sameeyay agab kala duwan waxay u baahan yihiin saxaarado graphite ah oo leh tilmaamo waxqabad oo gaar ah. Isugeynta ballaarinta kulaylka ee walaxda graphite waa inay la jaanqaado heerkulka koritaanka foornada epitaxial. Tusaale ahaan, maadaama heerkulka koritaanka ee epitaxy silicon carbide uu sarreeyo, saxaarado leh heer sare oo isku dheelitirka isku-dhafka kulaylka ayaa loo baahan yahay. Isugeynta ballaarinta kulaylka ee SiC aad bay uga duwan tahay tan graphite, taasoo ka dhigaysa agabka la doorbido ee lagu dahaadho dusha sare ee substrate-ka graphite.
SiC wuxuu ku jiraa qaabab badan oo kiristaal ah, iyadoo kuwa ugu badan ay hadda yihiin noocyada 3C, 4H, iyo 6H, mid walbana uu u adeego codsiyo kala duwan. Tusaale ahaan, 4H-SiC waxaa loo isticmaalaa in lagu soo saaro aaladaha awoodda sare leh; 6H-SiC waa kan ugu xasilloon waxaana loo isticmaalaa in lagu soo saaro aaladaha optoelectronic; iyo 3C-SiC, oo ay ugu wacan tahay qaab-dhismeedkiisa GaN, waxaa loo isticmaalaa in lagu soo saaro lakabyada epitaxial ee GaN si loo soo saaro aaladaha SiC-GaN RF. 3C-SiC sidoo kale waxaa badanaa loogu yeeraa β-SiC. Codsiga muhiimka ah ee β-SiC waa sida walax filim khafiif ah iyo dahaadh ah; sidaas darteed, β-SiC hadda waa walaxda ugu weyn ee loo isticmaalo dahaarka.
Maadaama ay tahay wax caadi ah oo laga isticmaalo wax soo saarka semiconductor-ka, dahaarka SiC waxaa ugu horreyn loo isticmaalaa hababka sida diyaarinta substrate-ka, epitaxy, oksaydheynta iyo faafinta, xoqidda, iyo beerista ion-ka. Sifooyinka jireed iyo kiimikada ee dahaarka waa inay buuxiyaan shuruudaha adag ee iska caabbinta heerkulka sare iyo iska caabbinta daxalka, maadaama ay si toos ah u saameeyaan wax soo saarka badeecada iyo cimriga. Sidaas darteed, diyaarinta dahaarka SiC waa muhiim.
Habka Diyaarinta Dahaarka Silicon Carbide
Waqtigan xaadirka ah, hababka aasaasiga ah ee loo diyaariyo dahaarka SiC waxaa ka mid ah habka sol-gel, habka ku-xidhka, dahaarka burushka, buufinta plasma, falcelinta uumiga kiimikada (CVR), iyo dhigista uumiga kiimikada (CVD).
Habka Ku-darka
Habkani waa nooc ka mid ah sintering-ka heerkulka sare leh ee adag. Waxay inta badan isticmaashaa isku darka budada silicon (Si) iyo budada kaarboon (C) sida budada ku-xidhka. Substrate-ka garaafiga waxaa la dhigaa budada ku-xidhka waxaana lagu simi karaa heerkul sare jawi gaas oo aan firfircoonayn, ugu dambeyntiina wuxuu sameeyaa dahaar SiC ah oo saaran dusha sare ee substrate-ka garaafiga. Habkani wuxuu leeyahay hab fudud iyo isku-dhejin wanaagsan oo u dhexeeya dahaarka iyo substrate-ka; si kastaba ha ahaatee, dahaarka wuxuu muujiyaa isku-midnimo liidata jihada dhumucda wuxuuna u nugul yahay inuu yeesho daloolo badan, taasoo keenta iska caabin oksaydh oo liidata.
Habka Dahaadhka Burushka
Habka dahaadhka burushka wuxuu ugu horreyn ku lug leeyahay ku darista walxo cayriin ah oo dareere ah dusha sare ee substrate-ka garaafka, ka dibna ku dahaaridda walxaha heerkul gaar ah si loo sameeyo dahaadhka. Habkani waa mid fudud oo kharash-ool ah; si kastaba ha ahaatee, dahaadhka ka dhasha wuxuu muujinayaa dhegdheg daciif ah oo ku yaal substrate-ka, isku-mid ahaansho liidata, waana mid khafiif ah oo leh iska caabin oksaydh oo hooseeya, taasoo u baahan habab dheeraad ah.
Habka Buufinta Balaasmaha
Habka buufinta balaasmaha waxaa ku jira isticmaalka qori balaasmaha ah si loogu buufiyo walxo cayriin ah oo dhalaalay ama nus-milmay dusha sare ee substrate-ka garaafka, kaas oo markaa adkeeya oo isku xidha si uu u sameeyo dahaar. Habkani waa mid fudud in la shaqeeyo wuxuuna soo saari karaa dahaar silikoon ah oo cufan; si kastaba ha ahaatee, dahaarka ka dhasha badanaa aad ayuu u khafiifsan yahay, taasoo keenta iska caabin oksaydh oo liidata. Sidaa darteed, guud ahaan waxaa loo isticmaalaa diyaarinta dahaarka isku dhafan ee SiC si loo hagaajiyo tayada dahaarka.
Habka Jel-Sol
Habka jel-sol wuxuu ugu horreyn ku lug leeyahay diyaarinta xal siman oo hufan si loogu dahaadho dusha sare ee substrate-ka. Ka dib marka la qalajiyo jel, agabka ayaa la sifeeyaa si loo sameeyo dahaarka. Habkani waa mid fudud in la shaqeeyo waana mid kharash yar; si kastaba ha ahaatee, dahaarka ka dhasha waxay la kulmaan cillado sida iska caabinta shoogga kulaylka oo hooseeya iyo u janjeera inay dillaacaan, taasoo xaddidaysa isticmaalkooda baahsan.
Habka Falgalka Uumiga Kiimikada (CVR)
CVR waxay inta badan isticmaashaa budada Si iyo SiO₂ si ay u soo saarto uumiga SiO₂ heerkul sare, taasoo kicisa taxane falgallo kiimiko ah oo dusha sare ee substrate-ka Si ah si ay u sameeyaan dahaadh SiC ah. Dahaarka SiC ee habkan lagu soo saaro wuxuu si adag ugu xidhmaa substrate-ka; si kastaba ha ahaatee, heerkulka falgalka ayaa sarreeya, kharashkuna sidoo kale waa mid aad u sarreeya.
Kaydinta Uumiga Kiimikada (CVD)
CVD hadda waa tiknoolajiyadda ugu horreysa ee lagu diyaariyo dahaarka SiC ee dusha sare ee substrate-ka. Habka ugu muhiimsan wuxuu ku lug leeyahay taxane falgallo fiisikokemiko ah oo u dhexeeya falgalayaasha gaaska iyo dusha sare ee substrate-ka, taasoo ugu dambeyntii keenta dhigista dahaarka SiC. Dahaarka SiC ee ay soo saarto tiknoolajiyadda CVD si adag ayay ugu xidhmaan dusha sare ee substrate-ka waxayna si wax ku ool ah u hagaajin karaan iska caabbinta oksaydhka ee walxaha substrate-ka iyo iska caabbinta ablation-ka; si kastaba ha ahaatee, habkani wuxuu u baahan yahay waqti kaydin oo dheer, gaasaska falcelintuna waxay ka kooban yihiin qaybo sun ah oo gaar ah.
Isbeddellada Dahaadhka SiC
Dahaarka SiC waxaa ugu horreyn loo isticmaalaa sidii wax loo isticmaalo wax soo saarka semiconductor-ka, iyadoo cabbiraadaha waxqabadka muhiimka ah ay ka mid yihiin isku-dhafka dahaarka, isku-dhafka ballaarinta kulaylka, iyo socodka kulaylka. Iyadoo ay jirto baahi weyn oo gudaha ah oo loo qabo dahaarka SiC ee Shiinaha, haddana tiknoolajiyaddu weli ma bisla. Dibadda, hal shirkad oo Mareykan ah ayaa ka shaqeysa goobtan, alaabteeduna waa qaali.
Doomaha kiristal-ka ahwaa alaab la isticmaalo oo loo isticmaalo wax soo saarka epitaxial kaas oo beddeli kara garaafitka dahaarka leh ee SiC, inkastoo mugga suuqu uu yar yahay. Waxaa xiga garaafitka dahaarka leh ee TaC, kaas oo bixiya iska caabin kiimiko oo ka wanaagsan garaafitka qaawan ama garaafitka dahaarka leh ee SiC, laakiin waa mid aad qaali u ah oo wali ku jira marxaladaha hore ee horumarinta. Hadda, shirkadaha gudaha sidaLiufang semiconductor, Semicera, iyoKonductor-ka Vetekwaxay ku hawlan yihiin cilmi-baaris iyo horumarin ku saabsan aaggan.
Waqtiga boostada: Maajo-20-2026