Mill-iskoperta tiegħu, il-karbur tas-silikon ġibed attenzjoni mifruxa. Il-karbur tas-silikon huwa magħmul minn nofs atomi Si u nofs atomi C, li huma konnessi minn bonds kovalenti permezz ta 'pari ta' elettroni li jaqsmu orbitali ibridi sp3. Fl-unità strutturali bażika tal-kristall singolu tagħha, erba 'atomi Si huma rranġati fi struttura tetrahedral regolari, u l-atomu C jinsab fiċ-ċentru tat-tetrahedron regolari. Bil-maqlub, l-atomu Si jista 'jitqies ukoll bħala ċ-ċentru tat-tetrahedron, u b'hekk jifforma SiC4 jew CSi4. Struttura tetrahedral. Ir-rabta kovalenti fis-SiC hija jonika ħafna, u l-enerġija tal-bond silikon-karbonju hija għolja ħafna, madwar 4.47eV. Minħabba l-enerġija ta 'ħsara ta' stivar baxx, il-kristalli tal-karbur tas-silikon faċilment jiffurmaw diversi politipi matul il-proċess tat-tkabbir. Hemm aktar minn 200 politipi magħrufa, li jistgħu jinqasmu fi tliet kategoriji ewlenin: kubi, eżagonali u trigonali.
Fil-preżent, il-metodi ewlenin ta 'tkabbir tal-kristalli SiC jinkludu Metodu ta' Trasport Fiżiku tal-Fwar (metodu PVT), Depożizzjoni ta 'Fwar Kimiku b'Temperatura Għolja (metodu HTCVD), Metodu ta' Fażi Likwida, eċċ Fost dawn, il-metodu PVT huwa aktar matur u aktar adattat għal industrijali produzzjoni tal-massa.
L-hekk imsejjaħ metodu PVT jirreferi għat-tqegħid ta 'kristalli taż-żerriegħa tas-SiC fuq il-parti ta' fuq tal-griġjol, u t-tqegħid tat-trab tas-SiC bħala materja prima fil-qiegħ tal-griġjol. F'ambjent magħluq ta 'temperatura għolja u pressjoni baxxa, it-trab tas-SiC jissublima u jimxi 'l fuq taħt l-azzjoni tal-gradjent tat-temperatura u d-differenza tal-konċentrazzjoni. Metodu ta 'trasport tagħha lejn il-viċinanza tal-kristall taż-żerriegħa u mbagħad terġa' tiġi kristallizzata wara li tilħaq stat supersaturat. Dan il-metodu jista 'jikseb tkabbir kontrollabbli tad-daqs tal-kristall SiC u forom speċifiċi tal-kristall.
Madankollu, l-użu tal-metodu PVT biex jikbru kristalli SiC jeħtieġ dejjem iż-żamma ta 'kundizzjonijiet ta' tkabbir xierqa matul il-proċess ta 'tkabbir fit-tul, inkella se jwassal għal disturb tal-kannizzata, u b'hekk jaffettwa l-kwalità tal-kristall. Madankollu, it-tkabbir tal-kristalli SiC jitlesta fi spazju magħluq. Hemm ftit metodi effettivi ta 'monitoraġġ u ħafna varjabbli, għalhekk il-kontroll tal-proċess huwa diffiċli.
Fil-proċess tat-tkabbir tal-kristalli SiC bil-metodu PVT, il-mod tat-tkabbir tal-fluss pass (Step Flow Growth) huwa meqjus bħala l-mekkaniżmu ewlieni għat-tkabbir stabbli ta 'forma ta' kristall wieħed.
L-atomi tas-Si vaporizzati u l-atomi C preferenzjali se jingħaqdu ma 'atomi tal-wiċċ tal-kristall fil-punt kink, fejn jinnukleaw u jikbru, u b'hekk kull pass jimxi 'l quddiem b'mod parallel. Meta l-wisa 'tal-pass fuq il-wiċċ tal-kristall taqbeż ħafna l-mogħdija ħielsa tad-diffużjoni ta' adatoms, numru kbir ta 'adatoms jista' jagglomera, u l-mod ta 'tkabbir bidimensjonali bħal gżira ffurmat se jeqred il-mod ta' tkabbir tal-fluss pass, li jirriżulta fit-telf ta '4H informazzjoni dwar l-istruttura tal-kristall, li tirriżulta f'Difetti multipli. Għalhekk, l-aġġustament tal-parametri tal-proċess għandu jikseb il-kontroll tal-istruttura tal-pass tal-wiċċ, u b'hekk trażżan il-ġenerazzjoni ta 'difetti polimorfiċi, jikseb l-iskop li tinkiseb forma ta' kristall wieħed, u fl-aħħar mill-aħħar tipprepara kristalli ta 'kwalità għolja.
Peress li l-metodu ta 'tkabbir tal-kristalli SiC żviluppat l-aktar kmieni, il-metodu tat-trasport tal-fwar fiżiku bħalissa huwa l-aktar metodu ta' tkabbir mainstream għat-tkabbir tal-kristalli SiC. Meta mqabbel ma 'metodi oħra, dan il-metodu għandu rekwiżiti aktar baxxi għal tagħmir ta' tkabbir, proċess ta 'tkabbir sempliċi, kontrollabbiltà qawwija, riċerka ta' żvilupp relattivament bir-reqqa, u diġà kisbet applikazzjoni industrijali. Il-vantaġġ tal-metodu HTCVD huwa li jista 'jikber wejfers konduttivi (n, p) u ta' purità għolja semi-insulanti, u jista 'jikkontrolla l-konċentrazzjoni tad-doping sabiex il-konċentrazzjoni tat-trasportatur fil-wejfer tkun aġġustabbli bejn 3 × 1013 ~ 5 × 1019 /ċm3. L-iżvantaġġi huma limitu tekniku għoli u sehem baxx tas-suq. Hekk kif it-teknoloġija tat-tkabbir tal-kristalli SiC f'fażi likwida tkompli timmatura, se turi potenzjal kbir biex tavvanza l-industrija kollha tas-SiC fil-futur u x'aktarx tkun punt ta 'avvanz ġdid fit-tkabbir tal-kristalli SiC.
Ħin tal-post: Apr-16-2024