Од неговото откритие, силициум карбид привлече широко внимание. Силициум карбид е составен од половина атоми Si и половина атоми C, кои се поврзани со ковалентни врски преку електронски парови кои споделуваат sp3 хибридни орбитали. Во основната структурна единица на неговиот еднокристал, четири атоми на Si се распоредени во правилна тетраедрална структура, а атомот C се наоѓа во центарот на правилниот тетраедар. Спротивно на тоа, атомот Si може да се смета и како центар на тетраедарот, со што се формира SiC4 или CSi4. Тетраедарска структура. Ковалентната врска во SiC е високо јонска, а енергијата на силикон-јаглеродната врска е многу висока, околу 4,47 eV. Поради ниската енергија на дефект на редење, кристалите на силициум карбид лесно формираат различни политипови за време на процесот на раст. Постојат повеќе од 200 познати политипови, кои можат да се поделат во три големи категории: кубни, шестоаголни и тригонални.
Во моментов, главните методи на раст на SiC кристалите вклучуваат метод на транспорт на физичка пареа (метод PVT), хемиски таложење на пареа со висока температура (метод HTCVD), метод на течна фаза итн. Меѓу нив, методот PVT е позрел и посоодветен за индустриски масовно производство. ,
Таканаречениот PVT метод се однесува на поставување на кристали од семето на SiC на врвот на садот и ставање на SiC прав како суровина на дното на садот. Во затворена средина со висока температура и низок притисок, прашокот SiC се сублимира и се движи нагоре под дејство на температурниот градиент и разликата во концентрацијата. Метод на транспортирање до близина на семениот кристал и потоа негово рекристализирање откако ќе достигне презаситена состојба. Овој метод може да постигне контролиран раст на големината на кристалот SiC и специфичните кристални форми. ,
Меѓутоа, користењето на методот PVT за одгледување на SiC кристали бара секогаш одржување на соодветни услови за раст за време на долгорочниот процес на раст, во спротивно тоа ќе доведе до нарушување на решетката, а со тоа ќе влијае на квалитетот на кристалот. Сепак, растот на SiC кристалите е завршен во затворен простор. Постојат неколку ефективни методи за следење и многу променливи, така што контролата на процесот е тешка.
Во процесот на одгледување на SiC кристали со методот PVT, режимот на раст на протокот во чекор (Step Flow Growth) се смета за главен механизам за стабилен раст на една кристална форма.
Испарените атоми на Si и атомите C преференцијално ќе се поврзат со атоми на кристалната површина во точката на превиткување, каде што ќе се јадрат и ќе растат, предизвикувајќи секој чекор да тече напред паралелно. Кога ширината на чекорот на кристалната површина далеку ја надминува патеката без дифузија на адатомите, може да се здружат голем број адатоми, а формираниот дводимензионален режим на раст сличен на остров ќе го уништи режимот на раст на протокот на чекори, што ќе резултира со губење на 4 ч. информации за кристалната структура, што резултира со повеќе дефекти. Затоа, приспособувањето на параметрите на процесот мора да постигне контрола на структурата на површинскиот чекор, а со тоа да се потисне создавањето на полиморфни дефекти, да се постигне целта за добивање на единечна кристална форма и на крајот да се подготват висококвалитетни кристали.
Како најраниот развиен метод на раст на SiC кристали, методот за транспорт на физичка пареа во моментов е најмеинствен метод за раст за одгледување на кристали на SiC. Во споредба со другите методи, овој метод има помали барања за опрема за раст, едноставен процес на раст, силна контролираност, релативно темелно развојно истражување и веќе има постигнато индустриска примена. Предноста на методот HTCVD е тоа што може да одгледува проводни (n, p) и полуизолациски обланди со висока чистота и може да ја контролира концентрацијата на допинг, така што концентрацијата на носачот во нафората е прилагодлива помеѓу 3×1013~5×1019 /cm3. Недостатоците се високиот технички праг и нискиот пазарен удел. Бидејќи технологијата за раст на SiC кристали во течна фаза продолжува да созрева, таа ќе покаже голем потенцијал за унапредување на целата SiC индустрија во иднина и веројатно ќе биде нова точка на пробив во растот на SiC кристалите.
Време на објавување: април-16-2024 година