Ti saprak kapanggihna, silikon karbida parantos narik perhatian anu lega. Silikon karbida diwangun ku satengah atom Si sareng satengah atom C, anu dihubungkeun ku beungkeut kovalén ngalangkungan pasangan éléktron anu babagi orbital hibrida sp3. Dina unit struktural dasar kristal tunggalna, opat atom Si disusun dina struktur tetrahedral anu teratur, sareng atom C ayana di tengah tetrahedron anu teratur. Sabalikna, atom Si ogé tiasa dianggap salaku pusat tetrahedron, sahingga ngabentuk SiC4 atanapi CSi4. Struktur tetrahedral. Beungkeut kovalén dina SiC ionik pisan, sareng énergi beungkeut silikon-karbon luhur pisan, sakitar 4.47eV. Kusabab énergi patahan susun anu handap, kristal silikon karbida gampang ngabentuk rupa-rupa politipe salami prosés kamekaran. Aya langkung ti 200 politipe anu dipikanyaho, anu tiasa dibagi kana tilu kategori utama: kubik, heksagonal sareng trigonal.
Ayeuna, metode pertumbuhan utama kristal SiC kalebet Metode Transportasi Uap Fisik (metode PVT), Déposisi Uap Kimia Suhu Tinggi (metode HTCVD), Metode Fase Cair, jsb. Di antarana, metode PVT langkung dewasa sareng langkung cocog pikeun produksi massal industri.
Métode PVT nu disebut nyaéta nempatkeun kristal siki SiC dina luhureun wadah, teras nempatkeun bubuk SiC salaku bahan baku dina handapeun wadah. Dina lingkungan katutup suhu luhur sareng tekanan handap, bubuk SiC ngasublimasikeun sareng gerak ka luhur dina pangaruh gradien suhu sareng bédana konsentrasi. Hiji métode pikeun ngangkutna ka caket kristal siki teras ngarekristalisasi deui saatos ngahontal kaayaan supersaturasi. Métode ieu tiasa ngahontal kamekaran ukuran kristal SiC sareng bentuk kristal spésifik anu tiasa dikontrol.
Nanging, ngagunakeun metode PVT pikeun melak kristal SiC meryogikeun salawasna ngajaga kaayaan pertumbuhan anu pas salami prosés pertumbuhan jangka panjang, upami henteu éta bakal nyababkeun gangguan kisi, sahingga mangaruhan kualitas kristal. Nanging, pertumbuhan kristal SiC réngsé dina rohangan anu katutup. Aya sababaraha metode pemantauan anu efektif sareng seueur variabel, janten kontrol prosés hésé.
Dina prosés numuwuhkeun kristal SiC ku metode PVT, modeu tumuwuhna aliran léngkah (Step Flow Growth) dianggap salaku mékanisme utama pikeun tumuwuhna anu stabil tina hiji bentuk kristal tunggal.
Atom Si sareng atom C anu nguap bakal langkung milih ngabeungkeut sareng atom permukaan kristal dina titik kink, dimana aranjeunna bakal nukleasi sareng tumuwuh, nyababkeun unggal léngkah ngalir ka hareup sacara paralel. Nalika lébar léngkah dina permukaan kristal jauh ngaleuwihan jalur bébas difusi adatom, sajumlah ageung adatom tiasa ngahiji, sareng modeu kamekaran sapertos pulo dua diménsi anu kabentuk bakal ngancurkeun modeu kamekaran aliran léngkah, anu nyababkeun leungitna inpormasi struktur kristal 4H, anu nyababkeun sababaraha cacad. Ku alatan éta, panyesuaian parameter prosés kedah ngahontal kontrol struktur léngkah permukaan, ku kituna nyegah generasi cacad polimorfik, ngahontal tujuan pikeun kéngingkeun bentuk kristal tunggal, sareng pamustunganana nyiapkeun kristal kualitas luhur.
Salaku metode pertumbuhan kristal SiC anu pangheulana dimekarkeun, metode transportasi uap fisik ayeuna mangrupikeun metode pertumbuhan anu paling umum pikeun melak kristal SiC. Dibandingkeun sareng metode anu sanés, metode ieu ngagaduhan sarat anu langkung handap pikeun alat pertumbuhan, prosés pertumbuhan anu saderhana, kontrol anu kuat, panalungtikan pamekaran anu relatif lengkep, sareng parantos ngahontal aplikasi industri. Kaunggulan metode HTCVD nyaéta tiasa melak wafer semi-insulasi konduktif (n, p) sareng kemurnian tinggi, sareng tiasa ngontrol konsentrasi doping supados konsentrasi pamawa dina wafer tiasa disaluyukeun antara 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / cm3. Kakuranganna nyaéta ambang téknis anu luhur sareng pangsa pasar anu handap. Nalika téknologi pertumbuhan kristal SiC fase cair terus dewasa, éta bakal nunjukkeun poténsi anu ageung dina ngamajukeun sakumna industri SiC di hareup sareng kamungkinan janten titik terobosan énggal dina pertumbuhan kristal SiC.
Waktos posting: 16-Apr-2024