Aurkikuntzatik, silizio-karburoak arreta handia erakarri du. Silizio-karburoa Si atomo erdiz eta C atomoz erdiz osatuta dago, lotura kobalentez lotuta dauden sp3 orbital hibridoak partekatzen dituzten elektroi bikoteen bidez. Bere kristal bakarreko oinarrizko egitura-unitatean, lau Si atomo egitura tetraedriko erregular batean daude antolatuta, eta C atomoa tetraedro erregularraren erdigunean dago. Alderantziz, Si atomoa tetraedroaren erdigune gisa ere har daiteke, eta horrela SiC4 edo CSi4 eratuz. Egitura tetraedrikoa. SiC-n lotura kobalentea oso ionikoa da, eta silizio-karbono lotura-energia oso handia da, 4,47 eV ingurukoa. Pilatze akatsen energia baxua dela eta, silizio-karburozko kristalek hainbat politipo eratzen dituzte hazkuntza-prozesuan zehar. 200 politipo baino gehiago ezagutzen dira, hiru kategoria nagusitan bana daitezkeenak: kubikoa, hexagonala eta trigonala.
Gaur egun, SiC kristalen hazkuntza-metodo nagusiak honako hauek dira: Lurrun Garraio Fisikoaren Metodoa (PVT metodoa), Tenperatura Handiko Lurrun Kimikoen Deposizioa (HTCVD metodoa), Fase Likidoaren Metodoa, etab. Horien artean, PVT metodoa helduagoa da eta industriarako egokiagoa da. masa-ekoizpena. ,
PVT izeneko metodoak SiC hazi-kristalak arragoaren goiko aldean jartzeari eta SiC hautsa arragoaren behealdean lehengai gisa jartzeari egiten dio erreferentzia. Tenperatura handiko eta presio baxuko ingurune itxi batean, SiC hautsa sublimatu eta gora egiten du tenperatura-gradientearen eta kontzentrazio-diferentziaren eraginez. Hazi-kristalaren ingurura garraiatzeko metodoa eta, ondoren, egoera supersaturatu batera iritsi ondoren birkristalizatzeko metodoa. Metodo honek SiC kristalen tamainaren eta kristal forma zehatzen hazkuntza kontrolagarria lor dezake. ,
Hala ere, SiC kristalak hazteko PVT metodoa erabiltzeak hazkuntza-baldintza egokiak mantentzea eskatzen du epe luzerako hazkuntza-prozesuan, bestela sarearen nahastea ekarriko du, eta horrela kristalaren kalitatea eragingo du. Hala ere, SiC kristalen hazkundea espazio itxi batean osatzen da. Jarraipen metodo eraginkor gutxi eta aldagai asko daude, beraz, prozesuaren kontrola zaila da.
PVT metodoaren bidez SiC kristalak hazteko prozesuan, urrats-fluxuaren hazkuntza modua (Step Flow Growth) kristal bakar baten forma egonkorren hazkuntzarako mekanismo nagusitzat hartzen da.
Si atomo lurrunduak eta C atomoak lehentasunez lotuko dira kristalezko gainazaleko atomoekin kink-puntuan, eta bertan nukleatu eta hazi egingo dira, urrats bakoitza paraleloki aurrera egitea eraginez. Kristalaren gainazaleko urratsen zabalerak adatomoen hedapen askeko bidea askoz gainditzen duenean, adatomo kopuru handi bat aglomeratu daiteke, eta sortutako bi dimentsioko uharte-itxurako hazkuntza-moduak urrats-fluxuaren hazkuntza-modua suntsitu egingo du, 4H-ren galera eraginez. kristal-egituraren informazioa, hainbat akatsen ondorioz. Hori dela eta, prozesuaren parametroen doikuntzak gainazaleko urratsen egituraren kontrola lortu behar du, horrela akats polimorfikoen sorrera kenduz, kristal bakarreko forma lortzeko helburua lortuz eta, azken finean, kalitate handiko kristalak prestatuz.
SiC kristalen hazkuntza-metodo garatuena denez, lurrun-garraio fisikoaren metodoa da gaur egun SiC kristalak hazteko hazkuntza-metodo nagusiena. Beste metodo batzuekin alderatuta, metodo honek hazteko ekipamendurako eskakizun txikiagoak ditu, hazkuntza prozesu sinplea, kontrolagarritasun sendoa, garapen ikerketa nahiko sakona eta aplikazio industriala lortu du dagoeneko. HTCVD metodoaren abantaila da obleak eroaleak (n, p) eta purutasun handiko erdi isolatzaileak hazten dituela eta dopin-kontzentrazioa kontrolatu dezakeela, oblean eramailearen kontzentrazioa 3 × 1013 ~ 5 × 1019 artean erregulagarria izan dadin. /cm3. Desabantailak atalase tekniko altua eta merkatu kuota txikia dira. SiC kristalen hazkuntza-teknologia likido-fasea hazten doan heinean, etorkizunean SiC industria osoa aurrera eramateko potentzial handia erakutsiko du eta litekeena da SiC kristalen hazkundean aurrerapauso-puntu berria izatea.
Argitalpenaren ordua: 2024-04-16