Sedert sy ontdekking het silikonkarbied wydverspreide aandag getrek. Silikonkarbied is saamgestel uit halwe Si-atome en halwe C-atome, wat deur kovalente bindings verbind word deur elektronpare wat sp3 hibriede orbitale deel. In die basiese strukturele eenheid van sy enkelkristal is vier Si-atome in 'n gereelde tetraëdriese struktuur gerangskik, en die C-atoom is in die middel van die gereelde tetraëder geleë. Omgekeerd kan die Si-atoom ook as die middelpunt van die tetraëder beskou word, waardeur SiC4 of CSi4 gevorm word. Tetraëdriese struktuur. Die kovalente binding in SiC is hoogs ionies, en die silikon-koolstofbindingsenergie is baie hoog, ongeveer 4.47eV. As gevolg van die lae stapelfoutenergie vorm silikonkarbiedkristalle maklik verskeie politipes tydens die groeiproses. Daar is meer as 200 bekende politipes, wat in drie hoofkategorieë verdeel kan word: kubies, seskantig en driehoekig.
Op die oomblik sluit die belangrikste groeimetodes van SiC-kristalle in Fisiese dampvervoermetode (PVT-metode), hoëtemperatuur-chemiese dampafsetting (HTCVD-metode), vloeistoffasemetode, ens. Onder hulle is die PVT-metode meer volwasse en meer geskik vir industriële massaproduksie. ,
Die sogenaamde PVT-metode verwys na die plasing van SiC-saadkristalle bo-op die smeltkroes, en die plasing van SiC-poeier as grondstof aan die onderkant van die smeltkroes. In 'n geslote omgewing van hoë temperatuur en lae druk sublimeer die SiC-poeier en beweeg opwaarts onder die werking van temperatuurgradiënt en konsentrasieverskil. 'n Metode om dit na die omgewing van die saadkristal te vervoer en dit dan te herkristalliseer nadat dit 'n oorversadigde toestand bereik het. Hierdie metode kan beheerbare groei van SiC kristalgrootte en spesifieke kristalvorme bereik. ,
Die gebruik van die PVT-metode om SiC-kristalle te laat groei, vereis egter altyd die handhawing van geskikte groeitoestande tydens die langtermyngroeiproses, anders sal dit lei tot tralieversteuring, wat dus die kwaliteit van die kristal beïnvloed. Die groei van SiC-kristalle word egter in 'n geslote ruimte voltooi. Daar is min effektiewe moniteringsmetodes en baie veranderlikes, so prosesbeheer is moeilik.
In die proses van groei van SiC-kristalle deur die PVT-metode, word die stapvloeigroeimodus (Step Flow Growth) beskou as die hoofmeganisme vir die stabiele groei van 'n enkelkristalvorm.
Die verdampte Si-atome en C-atome sal by voorkeur met kristaloppervlak-atome bind by die knikpunt, waar hulle sal kernvorm en groei, wat veroorsaak dat elke stap parallel vorentoe vloei. Wanneer die stapwydte op die kristaloppervlak die diffusievrye pad van adatome ver oorskry, kan 'n groot aantal adatome agglomereer, en die tweedimensionele eilandagtige groeimodus wat gevorm word, sal die stapvloeigroeimodus vernietig, wat lei tot die verlies van 4H kristalstruktuur inligting, wat lei tot Veelvuldige defekte. Daarom moet die aanpassing van prosesparameters die beheer van die oppervlakstapstruktuur bewerkstellig, waardeur die generering van polimorfiese defekte onderdruk word, die doel bereik word om 'n enkele kristalvorm te verkry, en uiteindelik hoë-gehalte kristalle voor te berei.
As die vroegste ontwikkelde SiC-kristalgroeimetode, is die fisiese dampvervoermetode tans die mees hoofstroomgroeimetode vir die groei van SiC-kristalle. In vergelyking met ander metodes het hierdie metode laer vereistes vir groeitoerusting, 'n eenvoudige groeiproses, sterk beheerbaarheid, relatief deeglike ontwikkelingsnavorsing, en het reeds industriële toepassing bereik. Die voordeel van die HTCVD-metode is dat dit geleidende (n, p) en hoë-suiwer semi-isolerende wafels kan groei, en die dopingkonsentrasie kan beheer sodat die draerkonsentrasie in die wafer verstelbaar is tussen 3×1013~5×1019 /cm3. Die nadele is hoë tegniese drempel en lae markaandeel. Aangesien die vloeibare-fase SiC kristalgroeitegnologie aanhou volwasse word, sal dit groot potensiaal toon om die hele SiC-industrie in die toekoms te bevorder en sal waarskynlik 'n nuwe deurbraakpunt in SiC kristalgroei wees.
Postyd: 16 April 2024