Mar a léirítear i bhFíor 3, tá trí theicníc cheannasacha ann a bhfuil sé d'aidhm acu criostail aonair SiC a sholáthar le hardchaighdeán agus éifeachtúlacht: epitaxy chéim leachtach (LPE), iompar gaile fisiceach (PVT), agus taisceadh gaile ceimiceach ardteochta (HTCVD). Is próiseas seanbhunaithe é PVT chun criostail aonair SiC a tháirgeadh, a úsáidtear go forleathan i mór-mhonaróirí wafer.
Mar sin féin, tá na trí phróiseas go léir ag athrú go tapa agus ag nuálaíocht. Ní féidir a rá go fóill cén próiseas a nglacfar go forleathan leis amach anseo. Go háirithe, tuairiscíodh criostail aonair SiC ardchaighdeáin a tháirgtear trí fhás réitigh ag ráta suntasach le blianta beaga anuas, éilíonn fás mórchóir SiC sa chéim leachtach teocht níos ísle ná teocht an phróisis sublimation nó sil-leagan, agus léiríonn sé sármhaitheas i dtáirgeadh P. -type foshraitheanna SiC (Tábla 3) [33, 34].
Fíor 3: Scéimreach de thrí theicníocht fáis chriostail shingil SiC ceannasach: (a) epitaxy pas leachta; (b) iompar fisiciúil gaile; (c) deascadh gaile ceimiceach ardteochta
Tábla 3: Comparáid idir LPE, PVT agus HTCVD chun criostail aonair SiC a fhás [33, 34]
Is teicneolaíocht chaighdeánach é fás réitigh chun leathsheoltóirí cumaisc a ullmhú [36]. Ó na 1960idí, tá iarracht déanta ag taighdeoirí criostail a fhorbairt i dtuaslagán [37]. Chomh luath agus a fhorbraítear an teicneolaíocht, is féidir rialú maith a dhéanamh ar shársháithiú an dromchla fáis, rud a fhágann go bhfuil an modh réitigh ina theicneolaíocht tuar dóchais inti chun tinní criostail aonair ardchaighdeáin a fháil.
Le haghaidh fáis tuaslagáin de chriostail singil SiC, eascraíonn an fhoinse Si ó leá Si an-íon agus feidhmíonn an breogán graifíte dhá chuspóirí: téitheoir agus foinse tuaslagáit C. Tá sé níos dóichí go bhfásfaidh criostail aonair SiC faoin gcóimheas stoichiometric idéalach nuair a bhíonn an cóimheas C agus Si gar do 1, rud a léiríonn dlús locht níos ísle [28]. Ag brú an atmaisféir, áfach, ní léiríonn SiC aon leáphointe agus dianscaoileann sé go díreach trí theocht ghalúcháin ar mó é ná timpeall 2,000 °C. Is féidir leá SiC, de réir ionchais theoiriciúil, a fhoirmiú ach amháin faoi dhian a fheiceáil ón léaráid chéim dhénártha Si-C (Fíor 4) go bhfuil ag grádán teochta agus córas réitigh. Dá airde an C sa leá Si athraíonn ó 1at.% go 13at.%. Is é an t-sháithiú C tiomána, an níos tapúla an ráta fáis, agus is é fórsa C íseal an fháis an t-suíomhachán C a bhfuil brú 109 Pa agus teocht os cionn 3,200 °C aige. Is féidir é a supersaturation táirgeann dromchla mín [22, 36-38]. teocht idir 1,400 agus 2,800 ° C, athraíonn an tuaslagthacht C sa leá Si ó 1at.% go 13at.%. Is é fórsa tiomána an fháis an t-suíomhúchán C atá faoi cheannas grádán teochta agus córas réitigh. Dá airde an forsháithiú C, is amhlaidh is tapúla an ráta fáis, agus táirgeann forsháithiú íseal C dromchla réidh [22, 36-38].
Fíor 4: Léaráid chéim dhénártha Si-C [40]
Ní hamháin go n-íslíonn dópáil eilimintí miotail trasdula nó eilimintí tearcchré go héifeachtach an teocht fáis ach is cosúil gurb é seo an t-aon bhealach chun tuaslagthacht carbóin i leá Si a fheabhsú go suntasach. Chomh maith leis na miotail trasghrúpa, mar shampla Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- 80], etc nó miotail tearc-chré, mar shampla Ce [81], Y [82], Sc, etc go dtí an Si leá is féidir leis an tuaslagthacht carbóin a bheith níos mó ná 50at.% i stát gar do chothromaíocht teirmidinimice. Ina theannta sin, tá teicníc LPE fabhrach do dhópáil P-cineál SiC, ar féidir é a bhaint amach trí Al a chóimhiotail isteach sa
tuaslagóir [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Mar sin féin, mar thoradh ar ionchorprú Al tá méadú ar fhriotaíocht criostail aonair SiC de chineál P [49, 56]. Seachas fás cineál N faoi dhópáil nítrigine,
go ginearálta téann fás réitigh ar aghaidh in atmaisféar támh gáis. Cé go bhfuil héiliam (He) níos daoire ná argón, tá sé bail ar fónamh orthu ag go leor scoláirí mar gheall ar a slaodacht níos ísle agus seoltacht teirmeach níos airde (8 n-uaire de argón) [85]. Tá an ráta imirce agus ábhar Cr i 4H-SiC mar an gcéanna faoi atmaisféar He agus Ar, cruthaítear go bhfuil ráta fáis níos airde ag fás faoi Heresults ná mar a fhásann sé faoiAr mar gheall ar dhiomailt teasa níos mó an tsealbhóra síolta [68]. Cuireann sé bac ar fhoirmiú na bhfolús taobh istigh den chriostail fhásta agus de núicléas spontáineach sa réiteach, ansin is féidir moirfeolaíocht dromchla réidh a fháil [86].
Thug an páipéar seo isteach forbairt, iarratais, agus airíonna feistí SiC, agus na trí phríomh-mhodh chun criostail aonair SiC a fhás. Sna hailt seo a leanas, rinneadh athbhreithniú ar na teicnící fáis réitigh atá ann faoi láthair agus na príomh-pharaiméadair comhfhreagracha. Mar fhocal scoir, moladh ionchas a phléigh na dúshláin agus na hoibreacha a bheidh ann amach anseo maidir le mórfhás criostail aonair SiC trí mhodh réitigh.
Am postála: Jul-01-2024