Sida ku cad Jaantuska 3aad, waxaa jira saddex farsamo oo waaweyn oo ujeedadoodu tahay in la siiyo kiristaalka keli ah ee SiC tayo sare leh iyo hufnaan: epitaxy-ga wejiga dareeraha ah (LPE), gaadiidka uumiga jireed (PVT), iyo dhigista uumiga kiimikada heerkulka sare leh (HTCVD). PVT waa hab si fiican loo aasaasay oo lagu soo saaro kiristaalka keli ah ee SiC, kaas oo si weyn loogu isticmaalo soosaarayaasha waaweyn ee wafer-ka.
Si kastaba ha ahaatee, dhammaan saddexda hab-raac ayaa si degdeg ah isu beddelaya oo cusub. Weli suurtagal ma aha in la saadaaliyo habka si ballaaran loo qaadan doono mustaqbalka. Gaar ahaan, kiristaal keli ah oo tayo sare leh oo SiC ah oo ay soo saarto kobaca xalka oo heer sare ah ayaa la soo sheegay sannadihii ugu dambeeyay, kobaca badan ee SiC ee marxaladda dareeraha ah wuxuu u baahan yahay heerkul ka hooseeya kan habka sublimation ama dhigista, waxayna muujinaysaa heer sare oo lagu soo saarayo substrates-ka nooca P-SiC (Jadwalka 3) [33, 34].
Jaantuska 3: Shaxda saddex farsamooyin korriin keli ah oo SiC ah oo awood badan: (a) epitaxy-ga wejiga dareeraha ah; (b) gaadiidka uumiga jireed; (c) dhigista uumiga kiimikada heerkulka sare leh
Shaxda 3: Isbarbardhigga LPE, PVT iyo HTCVD ee kobcinta kiristaalo keli ah oo SiC ah [33, 34]
Kobaca xalka waa tiknoolajiyad caadi ah oo loogu talagalay diyaarinta semiconductor-yada isku dhafan [36]. Tan iyo 1960-meeyadii, cilmi-baarayaashu waxay isku dayeen inay sameeyaan kiristaal ku jira xalka [37]. Marka tiknoolajiyada la horumariyo, buuxinta dusha sare ee koritaanka si fiican ayaa loo xakameyn karaa, taas oo ka dhigaysa habka xalka tignoolajiyada rajo leh ee lagu helo ingots keli ah oo tayo sare leh.
Kobaca xalka ee kiristaalka kelida ah ee SiC, isha Si waxay ka timaadaa dhalaalka Si aad u saafi ah halka graphite crucible uu u adeego laba ujeedo: kuleyliyaha iyo isha milanka C. Kilristaalada kelida ah ee SiC waxay u badan tahay inay ku koraan saamiga stoichiometric ee ugu habboon marka saamiga C iyo Si uu u dhow yahay 1, taasoo muujinaysa cufnaanta cilladda oo hooseysa [28]. Si kastaba ha ahaatee, cadaadiska jawiga, SiC ma muujinayso dhibic dhalaalid waxayna si toos ah u burburtaa iyada oo loo marayo uumi-baxa heerkulka ka sarreeya 2,000 °C. SiC waxay dhalaalaysaa, sida laga soo xigtay filashooyinka aragtiyeed, waxaa lagu samayn karaa oo keliya marka la eego daran marka laga eego jaantuska marxaladda laba-geesoodka ah ee Si-C (Jaantuska 4) kaas oo ku jira isbeddelka heerkulka iyo nidaamka xalka. Inta C ee dhalaalka Si uu sareeyo way ka duwan tahay 1 at.% ilaa 13at.%. Heerka sare ee C ee dhalaalka ayaa si dhakhso leh u kordha, halka xoogga C ee hooseeya ee koritaanka uu yahay heerka sare ee C oo ah cadaadiska ugu badan ee 109 Pa iyo heerkulka ka sarreeya 3,200 °C. Waxay awood u leedahay inay kor u qaaddo heerka qoyaanka waxayna soo saartaa dusha siman [22, 36-38]. heerkulka u dhexeeya 1,400 iyo 2,800 °C, milmida C ee dhalaalka Si waxay u dhaxaysaa 1 at.% ilaa 13at.%. Awoodda wadida koritaanka waa heerka qoyaanka C oo ay ku badan tahay heerka heerkulka iyo nidaamka xalka. Inta uu sareeyo heerka qoyaanka C, ayaa si dhakhso leh u kordha heerka koritaanka, halka heerka qoyaanka C ee hooseeya uu soo saaro dusha siman [22, 36-38].
Jaantuska 4: Jaantuska wejiga laba-geesoodka ah ee Si-C [40]
Walxaha birta ee kala-guurka ah ee Doping-ka ama walxaha dhulka naadirka ah ma aha oo kaliya inay si wax ku ool ah hoos ugu dhigaan heerkulka koritaanka laakiin waxay u muuqataa inay tahay habka kaliya ee si weyn loogu hagaajin karo milmida kaarboonka ee dhalaalka Si. Ku darista biraha kooxda kala-guurka, sida Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77-80], iwm. ama biraha dhulka naadirka ah, sida Ce [81], Y [82], Sc, iwm. dhalaalka Si wuxuu u oggolaanayaa milmida kaarboonka inay ka badato 50 at.% xaalad u dhow dheelitirka thermodynamic. Intaa waxaa dheer, farsamada LPE waxay ku habboon tahay doping-ka nooca P-ga ah ee SiC, kaas oo lagu gaari karo iyadoo lagu daro Al gudaha
dareeraha [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Si kastaba ha ahaatee, ku darista Al waxay horseeddaa koror ku yimaada iska caabinta kiristaalo keli ah oo nooca P-nooca SiC ah [49, 56]. Marka laga reebo koritaanka nooca N ee hoos yimaada dawada nitrogen,
Kobaca xalka guud ahaan wuxuu ku socdaa jawi gaas oo aan firfircoonayn. In kasta oo helium (He) uu ka qaalisan yahay argon, haddana waxaa doorbidaya aqoonyahanno badan sababtoo ah dhekhsigeeda hoose iyo hufnaantiisa kulaylka oo sareysa (8 jeer argon) [85]. Heerka socdaalka iyo heerka Cr ee 4H-SiC waa isku mid jawiga He iyo Ar, waxaa la caddeeyay in koritaanka hoos yimaada Heresults uu ku jiro heer koritaan oo ka sarreeya koritaanka underAr sababtoo ah kala-baxa kulaylka weyn ee haystaha abuurka [68]. Wuxuu carqaladeeyaa sameynta voids-ka gudaha kiristaalka koray iyo nucleation-ka iskiis u dhaca ee xalka, markaa, qaab-dhismeedka dusha sare ee siman ayaa la heli karaa [86].
Warqaddani waxay soo bandhigtay horumarinta, codsiyada, iyo sifooyinka aaladaha SiC, iyo saddexda hab ee ugu muhiimsan ee lagu beero kiristaalka keli ah ee SiC. Qaybaha soo socda, waxaa dib loo eegay farsamooyinka kobaca xalka ee hadda jira iyo xuduudaha muhiimka ah ee u dhigma. Ugu dambeyntii, waxaa la soo jeediyay aragti ka hadlaysa caqabadaha iyo shaqooyinka mustaqbalka ee ku saabsan koritaanka badan ee kiristaalka keli ah ee SiC iyada oo loo marayo habka xalka.
Waqtiga boostada: Luulyo-01-2024