זינט זיין אנטדעקונג, האט סיליקאן קארבייד געצויגן ברייטע אויפמערקזאמקייט. סיליקאן קארבייד איז צוזאמענגעשטעלט פון האלב Si אטאמען און האלב C אטאמען, וועלכע זענען פארבונדן דורך קאוואלענטע בונדן דורך עלעקטראן פאארן וואס טיילן זיך sp3 כייבריד ארביטאלן. אין דער גרונט סטרוקטורעלער איינהייט פון זיין איינציקן קריסטאל, זענען פיר Si אטאמען אראנדזשירט אין א רעגולערער טעטראעדראלער סטרוקטור, און דער C אטאם געפינט זיך אין צענטער פון דעם רעגולערן טעטראעדראן. פארקערט, קען מען אויך באטראכטן דעם Si אטאם אלס דעם צענטער פון דעם טעטראעדראן, דערמיט פארמירנדיק SiC4 אדער CSi4. טעטראעדראלער סטרוקטור. די קאוואלענטע בונד אין SiC איז שטארק יאניש, און די סיליקאן-קוילנשטאף בונד ענערגיע איז זייער הויך, בערך 4.47 eV. צוליב דער נידעריגער סטאַקינג שולד ענערגיע, פארמירן סיליקאן קארבייד קריסטאלן לייכט פארשידענע פאליטיפן בעת דעם וואוקס פראצעס. עס זענען דא מער ווי 200 באקאנטע פאליטיפן, וועלכע קענען צעטיילט ווערן אין דריי הויפט קאטעגאריעס: קוביק, העקסאגאנאל און טריגאנאל.
איצט, די הויפּט וווּקס מעטאָדן פון SiC קריסטאַלן אַרייַננעמען די גשמיות פארע טראַנספּאָרט מעטאָד (PVT מעטאָד), הויך טעמפּעראַטור כעמישע פארע דעפּאָזיציע (HTCVD מעטאָד), פליסיק פאַסע מעטאָד, עטק. צווישן זיי, די PVT מעטאָד איז מער דערוואַקסן און מער פּאַסיק פֿאַר ינדאַסטריאַל מאַסע פּראָדוקציע.
די אזוי גערופענע PVT מעטאָדע באַציט זיך צו שטעלן SiC זוימען קריסטאַלן אויף דער שפּיץ פון די קרוציבל, און שטעלן SiC פּודער ווי רוי מאַטעריאַל אין די דנאָ פון די קרוציבל. אין אַ פארמאכטער סביבה פון הויך טעמפּעראַטור און נידעריק דרוק, סובלימירט דער SiC פּודער און באַוועגט זיך אַרויף אונטער דער ווירקונג פון טעמפּעראַטור גראַדיענט און קאַנסאַנטריישאַן חילוק. א מעטאָדע פון טראַנספּאָרטירן עס צו דער געגנט פון די זוימען קריסטאַל און דאַן ריקריסטאַליזירן עס נאָך דערגרייכן אַ סופּערסאַטשערייטיד צושטאַנד. דעם מעטאָדע קענען דערגרייכן קאַנטראָולד וווּקס פון SiC קריסטאַל גרייס און ספּעציפיש קריסטאַל פארמען.
אבער, ניצן די PVT מעטאד צו וואקסן SiC קריסטאלן פארלאנגט שטענדיג אויפהאלטן פאסיגע וואוקס באדינגונגען בעת דעם לאנג-טערמין וואוקס פראצעס, אנדערש וועט עס פירן צו א גיטער אומארדנונג, אזוי אפעקטירנדיג די קוואליטעט פון די קריסטאל. אבער, דער וואוקס פון SiC קריסטאלן ווערט פארענדיגט אין א פארמאכטן פלאץ. עס זענען דא ווייניג עפעקטיווע מאניטארינג מעטאדן און אסאך וועריאבלען, אזוי איז פראצעס קאנטראל שווער.
אין דעם פּראָצעס פון וואַקסן SiC קריסטאַלן דורך די PVT מעטאָד, ווערט דער שריט-פלוס וווּקס מאָדע (Step Flow Growth) באַטראַכט ווי דער הויפּט מעקאַניזאַם פֿאַר דעם סטאַבילן וווּקס פון אַן איינציק קריסטאַל פֿאָרעם.
די פארדאמפטע סיליקאן אטאמען און צינדקראפט אטאמען וועלן זיך בעסער פארבינדן מיט די קריסטאל-איבערפלאך אטאמען ביים קינק-פונקט, וואו זיי וועלן זיך צוזאמעננעמען און וואקסן, וואס וועט פירן צו יעדן שריט צו פליסן פאראויס אין פאראלעל. ווען די שריט-ברייט אויף דער קריסטאל-איבערפלאך איז פיל גרעסער ווי דער דיפוזיע-פרייער וועג פון אדאטאמען, קען א גרויסע צאל אדאטאמען זיך צוזאמענקלאפן, און דער צוויי-דימענסיאנאלער אינזל-ענלעכער וואוקס-מאדע וואס ווערט געשאפן וועט פארניכטן דעם שריט-פלוס וואוקס-מאדע, וואס רעזולטירט אין פארלוסט פון 4H קריסטאל-סטרוקטור אינפארמאציע, וואס רעזולטירט אין פארשידענע חסרונות. דעריבער, די אדזשאסטמענט פון פראצעס פאראמעטערס מוז דערגרייכן די קאנטראל פון דער איבערפלאך שריט-סטרוקטור, דערמיט אונטערדריקן די דזשענעראציע פון פאלימאָרפֿישע חסרונות, דערגרייכן דעם ציל פון באקומען אן איינציקע קריסטאל-פארעם, און עווענטועל צוגרייטן הויך-קוואליטעט קריסטאלן.
אלס די ערשטע אנטוויקלטע SiC קריסטאל וואוקס מעטאד, איז די פיזישע פארע טראנספארט מעטאד יעצט די מערסטע הויפטשטראם וואוקס מעטאד פארן וואקסן SiC קריסטאלן. אין פארגלייך מיט אנדערע מעטאדן, האט די מעטאד נידעריגערע באדערפענישן פאר וואוקס עקוויפמענט, א פשוט'ע וואוקס פראצעס, שטארקע קאנטראלירבארקייט, רעלאטיוו גרינטליכע אנטוויקלונג פארשונג, און האט שוין דערגרייכט אינדוסטריעלע אנווענדונג. דער פארטייל פון די HTCVD מעטאד איז אז זי קען וואקסן קאנדוקטיוו (n, p) און הויך-ריינקייט האלב-איזאלירנדע וועיפערס, און קען קאנטראלירן די דאפינג קאנצענטראציע אזוי אז די טרעגער קאנצענטראציע אין די וועיפער איז אדזשאַסטאַבאַל צווישן 3×1013~5×1019/cm3. די חסרונות זענען הויכע טעכנישע שוועל און נידעריגע מארקעט אנטייל. ווי די פליסיג-פאזע SiC קריסטאל וואוקס טעכנולוגיע ווייטער אויסוואקסט, וועט זי ווייזן גרויס פאטענציאל אין פארשריטן די גאנצע SiC אינדוסטריע אין דער צוקונפט און איז מסתמא א נייער דורכברוך פונקט אין SiC קריסטאל וואוקס.
פּאָסט צייט: 16טן אַפּריל 2024