Açylandan bäri kremniý karbidi giňden üns çekdi. Kremniý karbidi ýarym Si atomlaryndan we ýarym C atomlaryndan ybarat bolup, olar sp3 gibrid orbitallaryny paýlaşýan elektron jübütleri arkaly kowalent baglanyşyklar arkaly baglanyşyklydyr. Onuň monokristalynyň esasy gurluş birliginde dört Si atomy yzygiderli tetraedr gurluşynda ýerleşýär we C atomy yzygiderli tetraedriň merkezinde ýerleşýär. Tersine, Si atomy tetraedriň merkezi hökmünde hem kabul edilip bilner, şonuň üçin SiC4 ýa-da CSi4 emele gelýär. Tetraedr gurluş. SiC-däki kowalent baglanyşyk ýokary ionlydyr we kremniý-uglerod baglanyşyk energiýasy örän ýokary, takmynan 4.47eV. Üst-üst gatlama ýalňyşlyk energiýasynyň pes bolmagy sebäpli, kremniý karbidi kristallary ösüş prosesinde aňsatlyk bilen dürli politipleri emele getirýär. 200-den gowrak belli politip bar, olary üç esasy kategoriýa bölmek bolýar: kub, altyburçluk we trigonal.
Häzirki wagtda SiC kristallarynyň esasy ösüş usullaryna fiziki bug daşamak usuly (PVT usuly), ýokary temperaturaly himiki bug çökündisi (HTCVD usuly), suwuk faza usuly we ş.m. girýär. Olaryň arasynda PVT usuly has ösen we senagat köpçülikleýin önümçiligi üçin has amatlydyr.
PVT usuly diýilýän usul SiC tohum kristallaryny tigeliň ýokarsyna ýerleşdirmegi we SiC poroşogyny çig mal hökmünde tigeliň aşagyna ýerleşdirmegi aňladýar. Ýokary temperatura we pes basyşly ýapyk gurşawda SiC poroşogy temperatura gradientiniň we konsentrasiýa tapawudynyň täsiri astynda sublimasiýa edýär we ýokary hereket edýär. Ony tohum kristalynyň golaýyna daşamak we soňra artykmaç doýgun ýagdaýa ýetenden soň gaýtadan kristallaşdyrmak usuly. Bu usul SiC kristal ölçegleriniň we belli bir kristal görnüşleriniň gözegçilikde saklanyp bilinýän ösüşini gazanyp biler.
Şeýle-de bolsa, SiC kristallaryny ösdürmek üçin PVT usulyny ulanmak uzak möhletli ösüş prosesinde hemişe degişli ösüş şertlerini saklamagy talap edýär, ýogsam bu kristalyň hiline täsir edip, toruň bozulmagyna getirer. Şeýle-de bolsa, SiC kristallarynyň ösüşi ýapyk giňişlikde tamamlanýar. Netijeli gözegçilik usullary az we köp üýtgeýänler bar, şonuň üçin prosessi dolandyrmak kyn.
SiC kristallaryny PVT usuly bilen ösdürmek prosesinde, basgançakly akym ösüş usuly (Step Flow Growth) monokristal görnüşiniň durnukly ösüşiniň esasy mehanizmi hasaplanýar.
Buglanan Si atomlary we C atomlary kristal ýüzüniň atomlary bilen egrilik nokadynda has köp baglanyşyp, ýadrolanyp, ösüp, her bir ädimiň parallel öňe akmagyna sebäp bolýar. Kristal ýüzündäki ädimiň giňligi adatomlaryň diffuziýa erkin ýolundan has köp geçende, köp sanly adatomlar birleşip biler we emele gelen iki ölçegli ada ýaly ösüş usuly ädim akymynyň ösüş režimini ýok edip, 4H kristal gurluşy baradaky maglumatyň ýitmegine we köp sanly kemçilikleriň döremegine sebäp bolar. Şonuň üçin, proses parametrlerini sazlamak, ýüziň ädim gurluşynyň gözegçiligini üpjün etmeli, şeýlelik bilen polimorf kemçilikleriň döremegini basyp, ýeke kristal görnüşini almak maksadyna ýetmeli we ahyrsoňy ýokary hilli kristallary taýýarlamaly.
Iň irki işlenip düzülen SiC kristallaryny ösdürmek usuly hökmünde, fiziki bug daşamak usuly häzirki wagtda SiC kristallaryny ösdürmek üçin iň esasy ösüş usulydyr. Beýleki usullar bilen deňeşdirilende, bu usul ösüş enjamlaryna has az talaplara, ýönekeý ösüş prosesine, güýçli dolandyrylyşlylyga, deňeşdirme boýunça düýpli ösüş gözleglerine eýedir we eýýäm senagatda ulanylyşyna eýe boldy. HTCVD usulynyň artykmaçlygy, onuň geçirijilikli (n, p) we ýokary arassa ýarym izolýasiýaly plastinkalary ösdürip bilmegi we plastinkadaky daşaýjy konsentrasiýasyny 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / sm3 aralygynda sazlap boljak ýaly doping konsentrasiýasyny dolandyryp bilmegidir. Kemçilikleri ýokary tehniki bosaga we pes bazar paýyna eýedir. Suwuk fazaly SiC kristallaryny ösdürmek tehnologiýasy kämilleşmegini dowam etdirýän mahaly, geljekde tutuş SiC senagatyny ösdürmekde uly mümkinçilikleri görkezer we SiC kristallarynyň ösüşinde täze bir öňegidişlik nokady bolmagy mümkin.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 16-njy apreli