Dapoi a so scuperta, u carburu di siliciu hà attiratu l'attenzione generale. U carburu di siliciu hè cumpostu da a mità di atomi di Si è a mità di atomi di C, chì sò cunnessi da ligami covalenti attraversu coppie elettroni chì sparte orbitali hibridi sp3. In l'unità strutturale basica di u so cristallu unicu, quattru atomi di Si sò disposti in una struttura tetraedrica regulare, è l'atomu C hè situatu à u centru di u tetraedru regulare. À u cuntrariu, l'atomu Si pò ancu esse cunsideratu cum'è u centru di u tetraedru, furmendu cusì SiC4 o CSi4. Struttura tetraedrica. U ligame covalente in SiC hè assai ionicu, è l'energia di u ligame di silicium-carbonu hè assai alta, circa 4.47eV. A causa di a bassa energia di difetti di stacking, i cristalli di carburu di siliciu formanu facilmente diversi politipi durante u prucessu di crescita. Ci sò più di 200 politipi cunnisciuti, chì ponu esse divisi in trè categurie maiò: cubic, hexagonal è trigonal.
Attualmente, i principali metudi di crescita di i cristalli di SiC includenu u Metudu di Trasportu di Vapore Fìsica (metudu PVT), Depositu di Vapori Chimici à Alta Temperature (metudu HTCVD), Metudu di Fase Liquidu, etc. Frà elli, u metudu PVT hè più maturu è più adattatu per l'industria. pruduzzione di massa. .
U metudu chjamatu PVT si riferisce à a piazza di cristalli di sumente di SiC nantu à a cima di u crucible, è a mette in polvere di SiC cum'è materia prima à u fondu di u crucible. In un ambiente chjusu di alta temperatura è bassa pressione, u polveru di SiC sublima è si move à l'altu sottu l'azzione di u gradiente di temperatura è a diferenza di cuncentrazione. Un metudu di traspurtallu à a vicinanza di u cristallu di sumente è poi recristalizà dopu avè righjuntu un statu supersaturatu. Stu metudu pò ottene una crescita cuntrullabile di a dimensione di cristalli SiC è forme di cristalli specifiche. .
Tuttavia, utilizendu u metudu PVT per cultivà i cristalli di SiC hè sempre bisognu di mantene e cundizioni di crescita appropritate durante u prucessu di crescita à longu andà, altrimenti portarà à u disordine di lattice, affettendu cusì a qualità di u cristallu. In ogni casu, a crescita di i cristalli SiC hè cumpletu in un spaziu chjusu. Ci hè pocu metudi di monitoraghju efficace è assai variàbili, cusì u cuntrollu di u prucessu hè difficiule.
In u prucessu di crescita di cristalli di SiC da u metudu PVT, u modu di crescita di u flussu di u passu (Step Flow Growth) hè cunsideratu cum'è u mecanismu principale per a crescita stabile di una forma di cristallu unicu.
L'atomi di Si vaporizzati è l'atomi di C si ligheranu preferibilmente cù l'atomi di a superficia di cristalli à u puntu di kink, induve nucleate è crescenu, facendu chì ogni passu scorri avanti in parallelu. Quandu a larghezza di u passu nantu à a superficia di u cristallu supera assai u percorsu di diffusione libera di adatomi, un gran numaru di adatomi pò agglomerate, è u modu di crescita bidimensionale di l'isula formate distrughjerà u modu di crescita di flussu di u passu, risultatu in a perdita di 4H. infurmazione struttura cristallo, risultatu in difetti multiplici. Dunque, l'ajustamentu di i paràmetri di u prucessu deve ghjunghje à u cuntrollu di a struttura di u passu di a superficia, suppressing thereby a generazione di difetti polimorfi, ghjunghje à u scopu di ottene una forma di cristalli unichi, è infine preparanu cristalli d'alta qualità.
Cum'è u primu metudu di crescita di cristalli SiC sviluppatu, u metudu di trasportu di vapore fisicu hè attualmente u metudu di crescita più mainstream per a crescita di cristalli SiC. In cunfrontu cù altri metudi, stu metudu hà requisiti più bassi per l'equipaggiu di crescita, un prucessu simplice di crescita, una forte cuntrollabilità, una ricerca di sviluppu relativamente approfondita, è hà digià ottinutu l'applicazione industriale. U vantaghju di u metudu HTCVD hè chì pò cultivà wafers conduttivi (n, p) è d'alta purezza semi-insulating, è ponu cuntrullà a cuncentrazione di doping in modu chì a cuncentrazione di u trasportatore in l'ostia hè regulabile trà 3 × 1013 ~ 5 × 1019. /cm3. I svantaghji sò un altu limitu tecnicu è una quota di mercatu bassa. Siccomu a tecnulugia di crescita di cristalli SiC in fase liquida cuntinueghja à maturà, mostrarà un grande potenziale per avanzà l'intera industria di SiC in u futuru è hè prubabile di esse un novu puntu di rivoluzione in a crescita di cristalli SiC.
Postu tempu: Apr-16-2024