Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 3, àwọn ọ̀nà mẹ́ta tó gbajúmọ̀ ló wà tí wọ́n ń gbìyànjú láti pèsè SiC single crystal pẹ̀lú dídára àti ìṣiṣẹ́ tó ga: liquid phase epitaxy (LPE), physical vapor transportation (PVT), àti high-temperature chemical vapor deposition (HTCVD). PVT jẹ́ ìlànà tó ti wà nílẹ̀ fún ṣíṣe SiC single crystal, èyí tí a ń lò fún àwọn olùṣe wafer pàtàkì.
Sibẹsibẹ, gbogbo awọn ilana mẹta naa n yipada ni kiakia ati tuntun. Ko tii ṣee ṣe lati ṣe akiyesi ilana ti yoo gba ni gbogbogbo ni ọjọ iwaju. Ni pataki, kirisita SiC ti o ga julọ ti a ṣe nipasẹ idagbasoke ojutu ni oṣuwọn nla ti royin ni awọn ọdun aipẹ, idagbasoke SiC ni ipele omi nilo iwọn otutu ti o kere ju ti ilana sublimation tabi deposition lọ, o si fihan didara julọ ni ṣiṣe awọn substrates SiC iru P (Tabili 3) [33, 34].
Àwòrán 3: Àwòrán àwọn ọ̀nà ìdàgbàsókè SiC mẹ́ta tó gbajúmọ̀ jùlọ: (a) epitaxy ìpele omi; (b) ìrìn àjò afẹ́fẹ́ ti ara; (c) ìfipamọ́ afẹ́fẹ́ kẹ́míkà tó ní iwọ̀n otútù gíga
Táblì 3: Ìfiwéra LPE, PVT àti HTCVD fún gbígbìn àwọn kirisita SiC kan ṣoṣo [33, 34]
Ìdàgbàsókè ojutu jẹ́ ìmọ̀ ẹ̀rọ boṣewa fún ṣíṣe àwọn semiconductors compound semiconductors [36]. Láti ọdún 1960, àwọn olùwádìí ti gbìyànjú láti ṣe àgbékalẹ̀ kristali nínú ojutu [37]. Nígbà tí a bá ti ṣe àgbékalẹ̀ ìmọ̀ ẹ̀rọ náà, a lè ṣàkóso supersaturation ti ojú ìdàgbàsókè dáadáa, èyí tí ó sọ ọ̀nà ojutu náà di ìmọ̀ ẹ̀rọ tí ó ní ìrètí fún gbígba àwọn ingots kristali kan ṣoṣo tí ó ní ìpele gíga.
Fún ìdàgbàsókè omi ti SiC single crystal, orísun Si wá láti inú Si melt tó mọ́ gan-an nígbàtí graphite crucible ṣiṣẹ́ fún iṣẹ́ méjì: heater àti C solute source. Àwọn kirisita kan ṣoṣo SiC ṣeéṣe kí wọ́n dàgbà lábẹ́ stoichiometric ratio tó dára jùlọ nígbàtí ìpíndọ́gba C àti Si bá súnmọ́ 1, èyí tó fi hàn pé ó ní àbùkù tó kéré síi [28]. Síbẹ̀síbẹ̀, ní ìfúnpá afẹ́fẹ́, SiC kò fi ojú ìyọ́ hàn, ó sì máa ń yọ́ tààrà nípasẹ̀ vaporization ní ìwọ̀n otútù tó ju 2,000 °C lọ. Gẹ́gẹ́ bí ìfojúsùn ìmọ̀, a lè ṣẹ̀dá SiC lábẹ́ líle láti inú àwòrán Si-C binary phase (Àwòrán 4) tí ó jẹ́ nípa ìyípadà otútù àti ètò ojutu. Bí C nínú Si melt ṣe ga tó yàtọ̀ láti 1at.% sí 13at.%. Bí C supersaturation ṣe ń mú kí ìdàgbàsókè yára síi, bẹ́ẹ̀ ni agbára C tó kéré síi ti ìdàgbàsókè náà ni C supersaturation tí ó jẹ́ agbára ìfúnpá 109 Pa àti ìwọ̀n otútù tó ju 3,200 °C lọ. Ó lè mú kí ìtújáde omi ara rẹ̀ pọ̀ sí i [22, 36-38].iwọ̀n otútù láàárín 1,400 àti 2,800 °C, ìtújáde omi C nínú ìtújáde omi Si yàtọ̀ láti 1at.% sí 13at.%. Agbára ìdàgbàsókè náà ni ìtújáde omi C tí ìtújáde iwọn otutu àti ètò ojutu ń darí. Bí ìtújáde omi C bá ṣe ga tó, bẹ́ẹ̀ náà ni ìtújáde omi náà ṣe yára tó, nígbà tí ìtújáde omi C tí ó kéré ń mú kí ojú ilẹ̀ náà dán [22, 36-38].
Àwòrán 4: Àwòrán ìpele onípele méjì Si-C [40]
Àwọn èròjà irin ìyípadà Doping tàbí àwọn èròjà ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n kìí ṣe pé wọ́n dín ìwọ̀n otútù ìdàgbàsókè kù ní ọ̀nà tí ó dára nìkan ni, ṣùgbọ́n ó dà bíi pé ó jẹ́ ọ̀nà kan ṣoṣo láti mú kí ìwọ̀n otútù erogba pọ̀ sí i ní Si melt. Fífi àwọn irin ìyípadà kún, bíi Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77-80], àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ tàbí àwọn irin ilẹ̀ tí ó ṣọ̀wọ́n, bíi Ce [81], Y [82], Sc, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ sí Si melt jẹ́ kí ìyípadà erogba kọjá 50at.% ní ipò tí ó sún mọ́ ìwọ̀n thermodynamic. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ọ̀nà LPE dára fún ìtọ́jú irú P ti SiC, èyí tí a lè ṣe nípa fífi Al sínú rẹ̀.
solvent [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Sibẹsibẹ, idapọ Al yori si ilosoke ninu resistance ti awọn kirisita P-type SiC kanṣoṣo [49, 56].Yato si idagbasoke iru N labẹ nitrogen doping,
Ìdàgbàsókè omi sábà máa ń wáyé nínú afẹ́fẹ́ gáàsì aláìlágbára. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé helium (He) gbowólórí ju argon lọ, ọ̀pọ̀ àwọn ọ̀mọ̀wé ló fẹ́ràn rẹ̀ nítorí pé ó ní ìfọ́síkẹ̀ tó kéré àti agbára ìgbóná tó ga jù (ìgbà mẹ́jọ ti argon) [85]. Ìwọ̀n ìṣípò àti iye Cr nínú 4H-SiC jọra lábẹ́ afẹ́fẹ́ He àti Ar, a fihàn pé ìdàgbàsókè lábẹ́ Heresults ní ìwọ̀n ìdàgbàsókè tó ga ju ìdàgbàsókè underAr lọ nítorí ìtújáde ooru tó pọ̀ jù ti ohun tó ní irúgbìn [68]. Ó ń dí ìṣẹ̀dá àwọn òfo nínú kristali tí a ti dàgbà àti ìtújáde àyàfi nínú omi náà lọ́wọ́, lẹ́yìn náà, a lè rí ìrísí ojú ilẹ̀ tó rọrùn [86].
Ìwé yìí ṣe àgbékalẹ̀ ìdàgbàsókè, àwọn ohun èlò, àti àwọn ànímọ́ àwọn ẹ̀rọ SiC, àti àwọn ọ̀nà mẹ́ta pàtàkì fún gbígbin kirisita SiC kan ṣoṣo. Nínú àwọn apá tó tẹ̀lé e, a ṣe àtúnyẹ̀wò àwọn ọ̀nà ìdàgbàsókè ojutu lọ́wọ́lọ́wọ́ àti àwọn pàrámítà pàtàkì tó báramu. Níkẹyìn, a dábàá ojú ìwòye kan tó jíròrò àwọn ìpèníjà àti iṣẹ́ ọjọ́ iwájú nípa ìdàgbàsókè púpọ̀ ti kirisita SiC kan ṣoṣo nípasẹ̀ ọ̀nà ìdàgbàsókè.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Keje-01-2024