Кремний карбиди ачылгандан бери көпчүлүктүн көңүлүн бурду. Кремний карбиди жарым Si атомдорунан жана жарым С атомдорунан турат, алар sp3 гибриддик орбиталдарын бөлүшүүчү электрон жуптары аркылуу коваленттик байланыштар менен байланышкан. Анын монокристаллынын негизги структуралык бирдигинде төрт Si атому регулярдуу тетраэдрдик түзүлүштө жайгашкан, ал эми С атому регулярдуу тетраэдрдин борборунда жайгашкан. Тескерисинче, Si атомун тетраэдрдин борбору катары кароого болот, муну менен SiC4 же CSi4 түзүлөт. Тетраэдрдик түзүлүш. SiCдеги коваленттик байланыш жогорку иондук, ал эми кремний-көмүртек байланыш энергиясы өтө жогору, болжол менен 4,47эВ. Кремний карбидинин кристаллдары өсүү процессинде ар кандай политиптерди оңой эле пайда кылат. 200дөн ашык белгилүү политиптер бар, аларды үч негизги категорияга бөлүүгө болот: кубдук, алты бурчтук жана тригоналдык.
Азыркы учурда, SiC кристаллдарынын негизги өсүү ыкмаларына физикалык бууларды ташуу ыкмасы (PVT ыкмасы), жогорку температурадагы химиялык бууларды жайгаштыруу (HTCVD ыкмасы), суюк фазалык метод ж.б.у.с. массалык өндүрүш. |
PVT деп аталган метод SiC урук кристаллдарын тигелдин үстүнө коюуну жана SiC порошокту тигелдин түбүнө чийки зат катары коюуну билдирет. Жогорку температуранын жана төмөнкү басымдын жабык чөйрөсүндө, SiC порошок температура градиентинин жана концентрация айырмасынын таасири астында сублимацияланат жана жогору карай жылат. Аны урук кристаллына жакын жерге ташып, андан кийин өтө каныккан абалга жеткенден кийин кайра кристаллдаштыруу ыкмасы. Бул ыкма SiC кристалл өлчөмүн жана өзгөчө кристалл түрлөрүн көзөмөлдөнүүчү өсүшүнө жетишүүгө болот. |
Бирок, SiC кристаллдарын өстүрүү үчүн PVT ыкмасын колдонуу узак мөөнөттүү өсүү процессинде ар дайым тийиштүү өсүү шарттарын сактоону талап кылат, антпесе бул тордун бузулушуна алып келет, ошентип кристаллдын сапатына таасирин тийгизет. Бирок, SiC кристаллдарынын өсүшү жабык мейкиндикте аяктайт. Мониторингдин эффективдүү ыкмалары аз жана көптөгөн өзгөрмөлөр бар, ошондуктан процессти көзөмөлдөө кыйын.
PVT ыкмасы менен SiC кристаллдарын өстүрүү процессинде бир кристалл формасынын туруктуу өсүшүнүн негизги механизми кадамдык агымдын өсүү режими (Step Flow Growth) болуп эсептелет.
Бууланган Si атомдору жана С атомдору кристалл бетинин атомдору менен ийилүү чекитинде артыкчылыктуу байланышта болушат, ал жерде алар өзөктүү болуп, өсүп, ар бир кадам параллелдүү алдыга агып кетет. Кристалл бетиндеги кадамдын туурасы адатомдордун диффузиялык эркин жолунан алда канча ашып кеткенде, көп сандагы адатомдор агломерацияланышы мүмкүн жана пайда болгон эки өлчөмдүү арал сымал өсүү режими кадам агымынын өсүү режимин жок кылат, натыйжада 4H жоголот. кристалл структурасы жөнүндө маалымат, натыйжада бир нече кемчиликтер. Демек, процесстин параметрлерин тууралоо беттик кадам структурасын көзөмөлдөөгө жетишүү керек, ошону менен полиморфтук кемтиктердин генерациясын басаңдатып, бир кристалл формасын алуу максатына жетүү жана акырында жогорку сапаттагы кристаллдарды даярдоо керек.
Эң алгачкы иштелип чыккан SiC кристаллынын өсүү ыкмасы катары, физикалык бууларды ташуу ыкмасы азыркы учурда SiC кристаллдарын өстүрүүнүн эң негизги өсүү ыкмасы болуп саналат. Башка ыкмалар менен салыштырганда, бул ыкма өсүү жабдуулары үчүн төмөнкү талаптарга ээ, жөнөкөй өсүү жараяны, күчтүү контролдоо, салыштырмалуу кылдат өнүктүрүү изилдөө, жана буга чейин өнөр жай колдонууга жетишкен. HTCVD ыкмасынын артыкчылыгы, ал өткөргүч (n, p) жана жогорку тазалыктагы жарым изоляциялык пластиналарды өстүрө алат жана допингдин концентрациясын көзөмөлдөй алат, ошентип вафлидеги ташуучунун концентрациясы 3×1013~5×1019 ортосунда жөнгө салынышы мүмкүн. /см3. Кемчиликтери жогорку техникалык босого жана төмөн рыноктук үлүшү болуп саналат. Суюк фазадагы SiC кристаллынын өсүү технологиясы жетүүнү улантып жаткандыктан, ал келечекте бүт SiC тармагын өнүктүрүүдө чоң потенциалды көрсөтөт жана SiC кристаллынын өсүшүндө жаңы ачылыш чекити болушу мүмкүн.
Посттун убактысы: 16-апрель-2024