சிலிக்கான் கார்பைடு கண்டுபிடிக்கப்பட்டதிலிருந்து, அது பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது. சிலிக்கான் கார்பைடு, பாதி Si அணுக்கள் மற்றும் பாதி C அணுக்களால் ஆனது. இவை sp3 கலப்பின ஆர்பிட்டால்களைப் பகிரும் எலக்ட்ரான் ஜோடிகள் வழியாக சகப்பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அதன் ஒற்றைப் படிகத்தின் அடிப்படைக் கட்டமைப்பு அலகில், நான்கு Si அணுக்கள் ஒரு ஒழுங்கான நான்முகி அமைப்பில் அடுக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் C அணு அந்த ஒழுங்கான நான்முகியின் மையத்தில் அமைந்துள்ளது. இதற்கு நேர்மாறாக, Si அணுவை நான்முகியின் மையமாகவும் கருதலாம், இதன் மூலம் SiC4 அல்லது CSi4 நான்முகி அமைப்பு உருவாகிறது. SiC-இல் உள்ள சகப்பிணைப்பு அதிக அயனித்தன்மை கொண்டது, மேலும் சிலிக்கான்-கார்பன் பிணைப்பு ஆற்றல் சுமார் 4.47eV என மிக அதிகமாக உள்ளது. குறைந்த அடுக்குப்பிழை ஆற்றல் காரணமாக, சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்கள் வளர்ச்சி செயல்முறையின் போது பல்வேறு பல்லுருவங்களை எளிதாக உருவாக்குகின்றன. 200-க்கும் மேற்பட்ட அறியப்பட்ட பல்லுருவங்கள் உள்ளன, அவற்றை கனசதுரம், அறுகோணம் மற்றும் முக்கோணம் என மூன்று முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
தற்போது, SiC படிகங்களின் முக்கிய வளர்ச்சி முறைகளில் இயற்பியல் ஆவிப் போக்குவரத்து முறை (PVT முறை), உயர் வெப்பநிலை வேதி ஆவிப் படிவு முறை (HTCVD முறை), திரவ நிலை முறை போன்றவை அடங்கும். அவற்றுள், PVT முறையானது மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்ததாகவும், தொழில்துறை பெருமளவு உற்பத்திக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாகவும் உள்ளது.
PVT முறை எனப்படுவது, உருகும் கலனின் மேல் SiC விதைப் படிகங்களையும், அதன் அடியில் மூலப்பொருளாக SiC தூளையும் வைப்பதைக் குறிக்கிறது. உயர் வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த அழுத்தம் கொண்ட ஒரு மூடிய சூழலில், வெப்பநிலை சாய்வு மற்றும் செறிவு வேறுபாட்டின் செயல்பாட்டின் கீழ், SiC தூளானது பதங்கமாகி மேல்நோக்கி நகர்கிறது. அதனை விதைப் படிகத்தின் அருகாமைக்குக் கொண்டு சென்று, பின்னர் அது ஒரு மீசெறிவூட்டப்பட்ட நிலையை அடைந்த பிறகு மறுபடிகமாக்கும் ஒரு முறையாகும். இந்த முறையின் மூலம் SiC படிகத்தின் அளவு மற்றும் குறிப்பிட்ட படிக வடிவங்களின் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வளர்ச்சியை அடைய முடியும்.
இருப்பினும், PVT முறையைப் பயன்படுத்தி SiC படிகங்களை வளர்க்கும்போது, நீண்ட கால வளர்ச்சிச் செயல்முறையின் போது எப்போதும் பொருத்தமான வளர்ச்சி நிலைமைகளைப் பராமரிக்க வேண்டும். இல்லையெனில், அது படிகக்கூடு சீர்குலைவுக்கு வழிவகுத்து, படிகத்தின் தரத்தைப் பாதிக்கும். ஆயினும், SiC படிகங்களின் வளர்ச்சி ஒரு மூடிய இடத்தில் நடைபெறுகிறது. பயனுள்ள கண்காணிப்பு முறைகள் குறைவாகவும், மாறிகள் அதிகமாகவும் இருப்பதால், செயல்முறைக் கட்டுப்பாடு கடினமாக உள்ளது.
PVT முறையின் மூலம் SiC படிகங்களை வளர்க்கும் செயல்பாட்டில், ஒற்றைப் படிக வடிவத்தின் நிலையான வளர்ச்சிக்கான முக்கிய இயங்குமுறையாகப் படிநிலை ஓட்ட வளர்ச்சி முறை (Step Flow Growth) கருதப்படுகிறது.
ஆவியாக்கப்பட்ட Si அணுக்களும் C அணுக்களும் வளைவுப் புள்ளியில் படிக மேற்பரப்பு அணுக்களுடன் முன்னுரிமையுடன் பிணைந்து, அங்கு அவை கருவாக்கம் பெற்று வளரும். இதனால் ஒவ்வொரு படியும் இணையாக முன்னோக்கிப் பாயும். படிக மேற்பரப்பில் உள்ள படியின் அகலம், ஒட்டு அணுக்களின் பரவல் தடையற்ற பாதையை வெகுவாக மீறும்போது, அதிக எண்ணிக்கையிலான ஒட்டு அணுக்கள் ஒன்று திரளக்கூடும். அவ்வாறு உருவாகும் இரு பரிமாணத் தீவு போன்ற வளர்ச்சி முறையானது, படிப் பாய்வு வளர்ச்சி முறையைச் சிதைத்து, 4H படிக அமைப்புத் தகவல்களை இழக்கச் செய்து, பன்மடங்கு குறைபாடுகளை ஏற்படுத்தும். எனவே, செயல்முறை அளவுருக்களைச் சரிசெய்வதன் மூலம் மேற்பரப்புப் படி அமைப்பைக் கட்டுப்படுத்தி, அதன்மூலம் பன்மடங்கு குறைபாடுகள் உருவாவதைத் தடுத்து, ஒற்றைப் படிக வடிவத்தைப் பெறும் நோக்கத்தை அடைந்து, இறுதியில் உயர்தரப் படிகங்களைத் தயாரிக்க வேண்டும்.
ஆரம்பத்தில் உருவாக்கப்பட்ட SiC படிக வளர்ச்சி முறையாக, இயற்பியல் ஆவிப் போக்குவரத்து முறையானது (HTCVD) தற்போது SiC படிகங்களை வளர்ப்பதற்கான மிகவும் பரவலான வளர்ச்சி முறையாகும். மற்ற முறைகளுடன் ஒப்பிடுகையில், இந்த முறைக்கு வளர்ச்சி உபகரணங்களுக்கான தேவைகள் குறைவு, ஒரு எளிய வளர்ச்சி செயல்முறை, வலுவான கட்டுப்படுத்தல் திறன், ஒப்பீட்டளவில் முழுமையான வளர்ச்சி ஆராய்ச்சி ஆகியவை உள்ளன, மேலும் இது ஏற்கனவே தொழில்துறை பயன்பாட்டையும் அடைந்துள்ளது. HTCVD முறையின் நன்மை என்னவென்றால், அதனால் கடத்தும் (n, p) மற்றும் உயர்-தூய்மையான பகுதி-மின்காப்புத் தகடுகளை வளர்க்க முடியும், மேலும் டோப்பிங் செறிவைக் கட்டுப்படுத்த முடியும், இதன் மூலம் தகட்டில் உள்ள கேரியர் செறிவை 3×10¹³ முதல் 5×10¹⁹/cm³ வரை சரிசெய்ய முடியும். இதன் தீமைகள் உயர் தொழில்நுட்ப வரம்பு மற்றும் குறைந்த சந்தைப் பங்கு ஆகும். திரவ-கட்ட SiC படிக வளர்ச்சித் தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து முதிர்ச்சியடையும்போது, அது எதிர்காலத்தில் ஒட்டுமொத்த SiC தொழில்துறையையும் முன்னேற்றுவதில் பெரும் ஆற்றலைக் காட்டும், மேலும் SiC படிக வளர்ச்சியில் ஒரு புதிய திருப்புமுனையாக அமைய வாய்ப்புள்ளது.
பதிவிட்ட நேரம்: ஏப்ரல்-16-2024