Wekî ku di Xiflteya 3-ê de tê xuyang kirin, sê teknîkên serdest hene ku armanc dikin ku SiC yek krîstal bi kalîte û bikêrhatî peyda bikin: epîtaksiya qonaxa şil (LPE), veguheztina vaporê ya laşî (PVT), û depokirina buhara kîmyewî ya germahîya bilind (HTCVD). PVT pêvajoyek baş-damezrandî ye ji bo hilberandina SiC yek krîstal, ku bi berfirehî di hilberînerên mezin ên wafer de tê bikar anîn.
Lêbelê, her sê pêvajo bi lez pêşve diçin û nûjen dibin. Hîn ne mumkin e ku were fêhm kirin ku dê di pêşerojê de kîjan pêvajo bi berfirehî were pejirandin. Bi taybetî, krîstala SiC-ya yek-kalîte ya ku ji hêla mezinbûna çareseriyê ve bi rêjeyek berbiçav ve hatî hilberandin di van salên dawî de hate ragihandin, mezinbûna mezinbûna SiC di qonaxa şil de germahiyek kêmtir ji ya pêvajoya sublimasyon an hilweşandinê hewce dike, û ew di hilberîna P-yê de jêhatîbûnê nîşan dide. -cure substratên SiC (Table 3) [33, 34].
Wêne 3: Şematîka sê teknîkên mezinbûna yek krîstal a SiC ya serdest: (a) epîtaksiya qonaxa şil; (b) veguhastina buhara fizîkî; (c) barkirina buhara kîmyewî ya germahiya bilind
Tablo 3: Berawirdkirina LPE, PVT û HTCVD ji bo mezinbûna krîstalên SiC [33, 34]
Mezinbûna çareseriyê teknolojiyek standard e ji bo amadekirina nîvconduktorên hevedudanî [36]. Ji salên 1960-an vir ve, lêkolîneran hewl dane ku krîstalek di çareseriyê de pêşve bibin [37]. Gava ku teknolojiyek pêşkeftî ye, serpêhatiya rûbera mezinbûnê dikare baş were kontrol kirin, ku ev rêbaza çareseriyê dike teknolojiyek sozdar ji bo bidestxistina lingên yek-krîstalê yên qalîteya bilind.
Ji bo mezinbûna çareseriyê ya yek-krîstala SiC, çavkaniya Si ji helîna Si-ya pir paqij derdikeve, dema ku xaça grafîtê ji armancên dualî re xizmet dike: germker û çavkaniya sola C. Dema ku rêjeya C û Si nêzî 1 be, şaneyên yekbûyî yên SiC di binê rêjeya stokyometrîkî ya îdeal de mezin dibin, ku tîrêjek kêmasiyek kêmtir nîşan dide [28]. Lêbelê, di zexta atmosferê de, SiC noqteya helînê nîşan nade û rasterast bi germahiyên vaporîzasyonê yên ku ji dora 2,000 °C zêdetir in, hilweşe. Li gorî hêviyên teorîk, helîna SiC tenê dikare di binê giran de çêbibe ku ji diyagrama qonaxa binar ya Si-C (Hêjîrê. 4) ku ji hêla gradienta germahiyê û pergala çareseriyê ve tê dîtin. C-ya bilindtir di helîna Si de ji %1at.% heya 13at.%. Hêza zêdebûnê ya C-ya ajotinê, leza mezinbûnê zûtir e, di heman demê de hêza C ya kêm a mezinbûnê serweriya C ye ku zexta 109 Pa û germahiyên li jor 3,200 °C serdest e. Dikare serperebûn rûerdekî sivik çêbike [22, 36-38]. Germahiya di navbera 1400 û 2800 °C de, helbûna C di helîna Si de ji %1at.% heya 13at.% diguhere. Hêza ajotinê ya mezinbûnê serpêhatiya C ye ku ji hêla gradienta germahiyê û pergala çareseriyê ve serdest e. Her ku serpereştiya C bilind be, rêjeya mezinbûnê ew qas zûtir dibe, di heman demê de serpêhatiya C ya nizm rûxeyek nerm çêdike [22, 36-38].
Wêne 4: Diyagrama qonaxa binar ya Si-C [40]
Doping hêmanên metal ên veguhêz an hêmanên kêm-erdê ne tenê bi bandor germahiya mezinbûnê kêm dike, lê dixuye ku ew riya yekane ye ku meriv di helîna Si-yê de helbûna karbonê bi tundî baştir bike. Zêdekirina metalên koma veguhêz, wek Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- 80], û hwd. an jî metalên erdê yên kêm, wek Ce [81], Y [82], Sc, hwd. ji helîna Si dihêle ku di rewşek nêzî hevsengiya termodnamîk de helbûna karbonê ji %50at derbas bibe. Digel vê yekê, teknîka LPE ji bo dopîngkirina P-type ya SiC-ê, ku dikare bi helandina Al-ê di hundurê de were bidestxistin, xweş e.
çareserker [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Lêbelê, tevlêbûna Al dibe sedema zêdebûna berxwedêriya yek-krîstalên SiC yên P-type [49, 56]. Ji xeynî mezinbûna tîpa N di bin dopîngê nîtrojenê de,
mezinbûna çareseriyê bi gelemperî di atmosferek gaza bêhêz de pêşve diçe. Her çend helyûm (He) ji argonê bihatir e jî, ji ber vîskozîteya wê ya kêm û gihandina germahiyê ya bilind (8 car argon) ji hêla gelek lêkolîneran ve tê hezkirin [85]. Rêjeya koçberiyê û naveroka Cr di 4H-SiC de di bin atmosfera He û Ar de dişibin hev, tê îspat kirin ku mezinbûna di bin Heres de ji ber mezinbûna di binAr de rêjeyek mezinbûnê mezintir e ji ber belavbûna germahiya mezin a xwediyê tovê [68]. Ew avakirina valahiyan di hundurê krîstala mezinbûyî û navokiya xwebexş a di çareseriyê de asteng dike, wê hingê, morfolojiya rûkalek nerm dikare were bidestxistin [86].
Vê kaxez pêşkeftin, serîlêdan û taybetmendiyên cîhazên SiC, û sê awayên sereke ji bo mezinkirina yek krîstalê SiC destnîşan kir. Di beşên jêrîn de, teknîkên mezinbûna çareseriya heyî û pîvanên sereke yên têkildar hatin vekolîn. Di dawiyê de, nêrînek hate pêşniyar kirin ku li ser dijwarî û karên pêşerojê yên di derbarê mezinbûna mezinbûna yek krîstalên SiC de bi rêbaza çareseriyê nîqaş kirin.
Dema şandinê: Tîrmeh-01-2024