Ачылганнан бирле, кремний карбиды киң игътибарны җәлеп итә. Кремний карбиды ярты Si атомнарыннан һәм ярты C атомнарыннан тора, алар sp3 гибрид орбитальләрен уртаклашучы электрон парлары аша ковалент бәйләнешләр белән тоташкан. Аның монокристалының төп структура берәмлегендә дүрт Si атомы даими тетраэдр структурасында урнашкан, һәм C атомы даими тетраэдр үзәгендә урнашкан. Киресенчә, Si атомын шулай ук тетраэдр үзәге дип карарга мөмкин, шуның белән SiC4 яки CSi4 барлыкка китерә. Тетраэдр структурасы. SiC'тагы ковалент бәйләнеш югары ионлы, һәм кремний-углерод бәйләнеш энергиясе бик югары, якынча 4,47 эВ. Түбән катлаулану җитешсезлеге энергиясе аркасында, кремний карбиды кристаллары үсеш процессында җиңел төрле политиплар барлыкка китерә. 200 дән артык политип билгеле, аларны өч төп категориягә бүлеп була: куб, алты почмаклы һәм тригональ.
Хәзерге вакытта SiC кристалларын үстерүнең төп ысулларына физик пар ташу ысулы (PVT ысулы), югары температуралы химик пар утырту (HTCVD ысулы), сыек фаза ысулы һ.б. керә. Алар арасында PVT ысулы тагын да өлгергәнрәк һәм сәнәгать массакүләм җитештерү өчен кулайрак.
PVT ысулы дип аталган ысул SiC орлык кристалларын тигель өстенә куюны, ә SiC порошогын чимал буларак тигель төбенә куюны аңлата. Югары температура һәм түбән басымлы ябык мохиттә SiC порошогы сублимацияләнә һәм температура градиенты һәм концентрация аермасы тәэсирендә өскә таба хәрәкәт итә. Аны орлык кристалы тирәсенә күчерү һәм аннары артык туендырылган халәткә җиткәч яңадан кристаллаштыру ысулы. Бу ысул SiC кристалл зурлыгының һәм билгеле кристалл формаларының контрольдә тотыла торган үсешен тәэмин итә ала.
Ләкин, SiC кристалларын үстерү өчен PVT ысулын куллану озак вакытлы үсеш процессында һәрвакыт тиешле үсеш шартларын сакларга кирәк, югыйсә бу решетка бозылуына китерәчәк, шуның белән кристалл сыйфатына тәэсир итәчәк. Ләкин, SiC кристалларының үсеше ябык киңлектә тәмамлана. Нәтиҗәле күзәтү ысуллары аз һәм күп үзгәрүчәннәр бар, шуңа күрә процессны контрольдә тоту авыр.
SiC кристалларын PVT ысулы белән үстерү процессында, баскычлы агым үсеше режимы (Step Flow Growth) монокристалл формасының тотрыклы үсеше өчен төп механизм булып санала.
Парга әйләнгән Si һәм C атомнары бөгелгән ноктада кристалл өслеге атомнары белән өстенлекле рәвештә бәйләнешкә керәчәк, анда алар бөкләнәчәк һәм үсәчәк, бу һәр адымның параллель рәвештә алга агуына китерә. Кристалл өслегендәге адым киңлеге адатомнарның диффузиясез юлыннан күпкә артып киткәч, күп санлы адатомнар агломерацияләнергә мөмкин, һәм барлыкка килгән ике үлчәмле утраусыман үсеш режимы адым агымы үсеш режимын җимерәчәк, нәтиҗәдә 4H кристалл структурасы мәгълүматы югалачак, нәтиҗәдә күпсанлы кимчелекләр барлыкка киләчәк. Шуңа күрә, процесс параметрларын көйләү өслек баскыч структурасын контрольдә тотарга, шуның белән полиморфик кимчелекләр барлыкка килүен бастырырга, монокристалл формасын алу максатына ирешергә һәм, ниһаять, югары сыйфатлы кристаллар әзерләргә ярдәм итәргә тиеш.
Иң беренче эшләнгән SiC кристалларын үстерү ысулы буларак, физик пар транспорты ысулы хәзерге вакытта SiC кристалларын үстерү өчен иң киң таралган үстерү ысулы булып тора. Башка ысуллар белән чагыштырганда, бу ысул үстерү җиһазларына түбәнрәк таләпләр куя, гади үстерү процессы, көчле контрольдә тоту мөмкинлеге, чагыштырмача җентекле эшкәртү тикшеренүләре үткәрә һәм инде сәнәгатьтә кулланылышка кертелгән. HTCVD ысулының өстенлеге шунда ки, ул үткәргеч (n, p) һәм югары сафлыклы ярымизоляцияле пластиналар үстерә ала, һәм легирлау концентрациясен контрольдә тота ала, шуңа күрә пластинадагы йөртүче концентрациясе 3 × 1013 ~ 5 × 1019 / см3 арасында көйләнергә мөмкин. Кимчелекләре - югары техник бусага һәм түбән базар өлеше. Сыек фазалы SiC кристалларын үстерү технологиясе өлгерүен дәвам иткән саен, ул киләчәктә бөтен SiC сәнәгатен алга этәрүдә зур потенциал күрсәтәчәк һәм SiC кристалларын үстерүдә яңа ачыш ноктасы булырга мөмкин.
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 16 апреле