SiC சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிகத்தின் வளர்ச்சி

அதன் கண்டுபிடிப்பிலிருந்து, சிலிக்கான் கார்பைடு பரவலான கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது. சிலிக்கான் கார்பைடு பாதி Si அணுக்களையும் பாதி C அணுக்களையும் கொண்டது, இவை sp3 கலப்பின சுற்றுப்பாதைகளைப் பகிர்ந்து கொள்ளும் எலக்ட்ரான் ஜோடிகள் மூலம் கோவலன்ட் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அதன் ஒற்றை படிகத்தின் அடிப்படை கட்டமைப்பு அலகில், நான்கு Si அணுக்கள் ஒரு வழக்கமான நான்முகி அமைப்பில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும், மேலும் C அணு வழக்கமான நான்முகி அமைப்பின் மையத்தில் அமைந்துள்ளது. மாறாக, Si அணுவை டெட்ராஹெட்ரானின் மையமாகவும் கருதலாம், இதன் மூலம் SiC4 அல்லது CSi4 உருவாகிறது. நான்முகி அமைப்பு. SiC இல் உள்ள கோவலன்ட் பிணைப்பு மிகவும் அயனி சார்ந்தது, மேலும் சிலிக்கான்-கார்பன் பிணைப்பு ஆற்றல் மிக அதிகமாக உள்ளது, சுமார் 4.47eV. குறைந்த ஸ்டேக்கிங் ஃபால்ட் ஆற்றல் காரணமாக, சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்கள் வளர்ச்சி செயல்பாட்டின் போது பல்வேறு பாலிடைப்புகளை எளிதில் உருவாக்குகின்றன. 200 க்கும் மேற்பட்ட அறியப்பட்ட பாலிடைப்புகள் உள்ளன, அவற்றை மூன்று முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: கனசதுரம், அறுகோணம் மற்றும் முக்கோணம்.

தற்போது, ​​SiC படிகங்களின் முக்கிய வளர்ச்சி முறைகளில் இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து முறை (PVT முறை), உயர் வெப்பநிலை வேதியியல் நீராவி படிவு (HTCVD முறை), திரவ நிலை முறை போன்றவை அடங்கும். அவற்றில், PVT முறை மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்ததாகவும் தொழில்துறை வெகுஜன உற்பத்திக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாகவும் உள்ளது.

PVT முறை என்று அழைக்கப்படுவது, சிலுவையின் மேல் SiC விதை படிகங்களை வைப்பதையும், சிலுவையின் அடிப்பகுதியில் மூலப்பொருளாக SiC பொடியை வைப்பதையும் குறிக்கிறது. அதிக வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த அழுத்தம் உள்ள மூடிய சூழலில், வெப்பநிலை சாய்வு மற்றும் செறிவு வேறுபாட்டின் செயல்பாட்டின் கீழ் SiC பொடி பதங்கமடைந்து மேல்நோக்கி நகர்கிறது. விதை படிகத்தின் அருகாமையில் அதை கொண்டு சென்று, பின்னர் ஒரு மிகை நிறைவுற்ற நிலையை அடைந்த பிறகு அதை மீண்டும் படிகமாக்கும் முறை. இந்த முறை SiC படிக அளவு மற்றும் குறிப்பிட்ட படிக வடிவங்களின் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வளர்ச்சியை அடைய முடியும். ​
இருப்பினும், SiC படிகங்களை வளர்க்க PVT முறையைப் பயன்படுத்துவது நீண்ட கால வளர்ச்சி செயல்முறையின் போது எப்போதும் பொருத்தமான வளர்ச்சி நிலைமைகளைப் பராமரிக்க வேண்டும், இல்லையெனில் அது லேட்டிஸ் கோளாறுக்கு வழிவகுக்கும், இதனால் படிகத்தின் தரம் பாதிக்கப்படும். இருப்பினும், SiC படிகங்களின் வளர்ச்சி ஒரு மூடிய இடத்தில் நிறைவடைகிறது. சில பயனுள்ள கண்காணிப்பு முறைகள் மற்றும் பல மாறிகள் உள்ளன, எனவே செயல்முறை கட்டுப்பாடு கடினம்.

PVT முறை மூலம் SiC படிகங்களை வளர்க்கும் செயல்பாட்டில், படி ஓட்ட வளர்ச்சி முறை (படி ஓட்ட வளர்ச்சி) ஒற்றை படிக வடிவத்தின் நிலையான வளர்ச்சிக்கான முக்கிய வழிமுறையாகக் கருதப்படுகிறது.
ஆவியாக்கப்பட்ட Si அணுக்கள் மற்றும் C அணுக்கள், கின்க் புள்ளியில் படிக மேற்பரப்பு அணுக்களுடன் முன்னுரிமையாகப் பிணைக்கப்படும், அங்கு அவை அணுக்கருவாக்கப்பட்டு வளரும், இதனால் ஒவ்வொரு படியும் இணையாக முன்னோக்கிப் பாயும். படிக மேற்பரப்பில் உள்ள படி அகலம் அடாடோம்களின் பரவல் இல்லாத பாதையை விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​அதிக எண்ணிக்கையிலான அடாடோம்கள் ஒன்றுகூடக்கூடும், மேலும் உருவாக்கப்பட்ட இரு பரிமாண தீவு போன்ற வளர்ச்சி முறை படி ஓட்ட வளர்ச்சி முறையை அழித்துவிடும், இதன் விளைவாக 4H படிக அமைப்பு தகவல் இழப்பு ஏற்படுகிறது, இதன் விளைவாக பல குறைபாடுகள் ஏற்படுகின்றன. எனவே, செயல்முறை அளவுருக்களின் சரிசெய்தல் மேற்பரப்பு படி கட்டமைப்பின் கட்டுப்பாட்டை அடைய வேண்டும், இதன் மூலம் பாலிமார்பிக் குறைபாடுகளின் உருவாக்கத்தை அடக்கி, ஒற்றை படிக வடிவத்தைப் பெறுவதற்கான நோக்கத்தை அடைய வேண்டும், மேலும் இறுதியில் உயர்தர படிகங்களைத் தயாரிக்க வேண்டும்.

ஆரம்பத்தில் உருவாக்கப்பட்ட SiC படிக வளர்ச்சி முறையாக, இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து முறை தற்போது SiC படிகங்களை வளர்ப்பதற்கான மிகவும் பிரபலமான வளர்ச்சி முறையாகும். மற்ற முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த முறை வளர்ச்சி உபகரணங்களுக்கு குறைந்த தேவைகள், எளிமையான வளர்ச்சி செயல்முறை, வலுவான கட்டுப்பாடு, ஒப்பீட்டளவில் முழுமையான வளர்ச்சி ஆராய்ச்சி ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் ஏற்கனவே தொழில்துறை பயன்பாட்டை அடைந்துள்ளது. HTCVD முறையின் நன்மை என்னவென்றால், இது கடத்தும் (n, p) மற்றும் உயர்-தூய்மை அரை-இன்சுலேடிங் வேஃபர்களை வளர்க்க முடியும், மேலும் வேஃபரில் உள்ள கேரியர் செறிவு 3×1013~5×1019/cm3 க்கு இடையில் சரிசெய்யக்கூடிய வகையில் ஊக்கமருந்து செறிவைக் கட்டுப்படுத்த முடியும். குறைபாடுகள் உயர் தொழில்நுட்ப வரம்பு மற்றும் குறைந்த சந்தைப் பங்கு. திரவ-கட்ட SiC படிக வளர்ச்சி தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து முதிர்ச்சியடையும் போது, ​​இது எதிர்காலத்தில் முழு SiC துறையையும் முன்னேற்றுவதில் பெரும் ஆற்றலைக் காண்பிக்கும் மற்றும் SiC படிக வளர்ச்சியில் ஒரு புதிய திருப்புமுனையாக இருக்க வாய்ப்புள்ளது.