Кремний карбиді ашылғаннан бері көпшіліктің назарын аударды. Кремний карбиді жартылай Si атомдарынан және жартылай С атомдарынан тұрады, олар sp3 гибридті орбитальдарын бөлісетін электронды жұптар арқылы коваленттік байланыстар арқылы қосылады. Оның монокристалының негізгі құрылымдық бірлігінде төрт Si атомы дұрыс тетраэдрлік құрылымда орналасқан, ал С атомы дұрыс тетраэдрдің ортасында орналасқан. Керісінше, Si атомын тетраэдрдің орталығы ретінде де қарастыруға болады, осылайша SiC4 немесе CSi4 құрайды. Тетраэдрлік құрылым. SiC-тегі коваленттік байланыс жоғары иондық, ал кремний-көміртек байланысының энергиясы өте жоғары, шамамен 4,47эВ. Төмен қабаттасудың ақаулық энергиясының арқасында кремний карбидінің кристалдары өсу процесінде әртүрлі политиптерді оңай түзеді. 200-ден астам белгілі политиптер бар, оларды үш негізгі категорияға бөлуге болады: текше, алтыбұрышты және тригональды.
Қазіргі уақытта SiC кристалдарын өсірудің негізгі әдістеріне физикалық буларды тасымалдау әдісі (PVT әдісі), жоғары температурадағы химиялық буларды тұндыру (HTCVD әдісі), сұйық фазалық әдіс және т.б. жатады. Олардың ішінде PVT әдісі неғұрлым жетілген және өнеркәсіптік үшін қолайлы. жаппай өндіріс. .
ПВТ әдісі деп аталатын әдіс SiC тұқымдық кристалдарын тигельдің жоғарғы жағына, ал SiC ұнтағын тигельдің түбіне шикізат ретінде орналастыруды білдіреді. Жоғары температура мен төмен қысымды жабық ортада SiC ұнтағы температура градиенті мен концентрация айырмашылығының әсерінен сублимацияланады және жоғары қарай жылжиды. Оны тұқымдық кристалдың маңайына тасымалдау, содан кейін аса қаныққан күйге жеткеннен кейін оны қайта кристалдау әдісі. Бұл әдіс SiC кристалының өлшемі мен ерекше кристалдық пішіндердің бақыланатын өсуіне қол жеткізе алады. .
Дегенмен, SiC кристалдарын өсіру үшін PVT әдісін пайдалану ұзақ мерзімді өсу процесі кезінде әрқашан сәйкес өсу жағдайларын сақтауды талап етеді, әйтпесе бұл тордың бұзылуына әкеледі, осылайша кристалдың сапасына әсер етеді. Алайда SiC кристалдарының өсуі жабық кеңістікте аяқталады. Бақылаудың тиімді әдістері аз және көптеген айнымалылар бар, сондықтан процесті басқару қиын.
SiC кристалдарын PVT әдісімен өсіру процесінде сатылы ағынның өсу режимі (Step Flow Growth) монокристалды форманың тұрақты өсуінің негізгі механизмі болып саналады.
Буланған Si атомдары және С атомдары түйісу нүктесінде кристалдық бет атомдарымен артықшылықты байланысады, онда олар ядроланып, өседі, бұл әрбір қадамның параллельді алға жылжуына әкеледі. Кристалл бетіндегі қадам ені адатомдардың диффузиялық бос жолынан әлдеқайда асып кеткенде, адатомдардың көп саны агломерациялануы мүмкін және қалыптасқан екі өлшемді арал тәрізді өсу режимі қадамдық ағынның өсу режимін бұзады, нәтижесінде 4H жоғалады. кристалдық құрылым туралы ақпарат, нәтижесінде көптеген ақаулар пайда болады. Сондықтан процесс параметрлерін реттеу беттік саты құрылымын бақылауға қол жеткізуі керек, сол арқылы полиморфты ақаулардың пайда болуын басу, бір кристалды пішінді алу мақсатына жету және ең соңында жоғары сапалы кристалдарды дайындау.
Ең ерте дамыған SiC кристалдарын өсіру әдісі ретінде будың физикалық әдісі қазіргі уақытта SiC кристалдарын өсірудің ең негізгі өсу әдісі болып табылады. Басқа әдістермен салыстырғанда, бұл әдіс өсу жабдықтарына төмен талаптарға ие, қарапайым өсу процесі, күшті басқарылатын, салыстырмалы түрде мұқият зерттеу зерттеулері бар және қазірдің өзінде өнеркәсіптік қолдануға қол жеткізді. HTCVD әдісінің артықшылығы - ол өткізгіш (n, p) және жоғары таза жартылай оқшаулағыш пластиналарды өсіре алады және вафлидегі тасымалдаушы концентрациясы 3×1013~5×1019 арасында реттелетіндей допинг концентрациясын басқара алады. /см3. Кемшіліктері - жоғары техникалық шек және нарықтағы төмен үлес. Сұйық фазалы SiC кристалын өсіру технологиясы жетілуін жалғастыра отырып, ол болашақта бүкіл SiC саласын ілгерілетуде үлкен әлеуетті көрсетеді және SiC кристалының өсуінің жаңа серпінді нүктесі болуы мүмкін.
Жіберу уақыты: 16 сәуір 2024 ж