Që nga zbulimi i tij, karabit silikoni ka tërhequr vëmendjen e gjerë. Karbidi i silikonit përbëhet nga gjysma e atomeve Si dhe gjysma e atomeve C, të cilat janë të lidhura me lidhje kovalente përmes çifteve elektronike që ndajnë orbitale hibride sp3. Në njësinë bazë strukturore të kristalit të tij të vetëm, katër atome Si janë të rregulluar në një strukturë të rregullt tetraedrale, dhe atomi C ndodhet në qendër të tetraedrit të rregullt. Anasjelltas, atomi Si mund të konsiderohet gjithashtu si qendra e tetraedrit, duke formuar kështu SiC4 ose CSi4. Struktura katërkëndore. Lidhja kovalente në SiC është shumë jonike dhe energjia e lidhjes silikon-karbon është shumë e lartë, rreth 4.47 eV. Për shkak të energjisë së ulët të gabimit të grumbullimit, kristalet e karbitit të silikonit formojnë lehtësisht politipe të ndryshme gjatë procesit të rritjes. Ka më shumë se 200 politipa të njohur, të cilët mund të ndahen në tre kategori kryesore: kubike, gjashtëkëndore dhe trigonale.
Aktualisht, metodat kryesore të rritjes së kristaleve SiC përfshijnë metodën e transportit fizik të avullit (metoda PVT), depozitimin kimik të avullit me temperaturë të lartë (metoda HTCVD), metodën e fazës së lëngshme, etj. Midis tyre, metoda PVT është më e pjekur dhe më e përshtatshme për industriale. prodhim masiv. ,
E ashtuquajtura metodë PVT i referohet vendosjes së kristaleve të farës SiC në pjesën e sipërme të kutisë dhe vendosjes së pluhurit SiC si lëndë e parë në fund të kavanozit. Në një mjedis të mbyllur me temperaturë të lartë dhe presion të ulët, pluhuri SiC sublimohet dhe lëviz lart nën veprimin e gradientit të temperaturës dhe ndryshimit të përqendrimit. Një metodë për ta transportuar atë në afërsi të kristalit të farës dhe më pas për ta rikristalizuar pasi të arrijë një gjendje të mbingopur. Kjo metodë mund të arrijë rritjen e kontrollueshme të madhësisë së kristalit SiC dhe formave specifike të kristalit. ,
Megjithatë, përdorimi i metodës PVT për të rritur kristalet SiC kërkon gjithmonë ruajtjen e kushteve të përshtatshme të rritjes gjatë procesit afatgjatë të rritjes, përndryshe do të çojë në çrregullim të rrjetës, duke ndikuar kështu në cilësinë e kristalit. Megjithatë, rritja e kristaleve SiC përfundon në një hapësirë të mbyllur. Ka pak metoda efektive monitorimi dhe shumë variabla, kështu që kontrolli i procesit është i vështirë.
Në procesin e rritjes së kristaleve SiC me metodën PVT, mënyra e rritjes së rrjedhës në hap (Step Flow Growth) konsiderohet të jetë mekanizmi kryesor për rritjen e qëndrueshme të një forme të vetme kristali.
Atomet e avulluara të Si dhe ato C në mënyrë preferenciale do të lidhen me atomet e sipërfaqes kristalore në pikën e përkuljes, ku ato do të bërthamohen dhe do të rriten, duke bërë që çdo hap të rrjedhë përpara paralelisht. Kur gjerësia e hapit në sipërfaqen e kristalit tejkalon shumë shtegun pa difuzion të adatomeve, një numër i madh adatomësh mund të grumbullohen dhe mënyra e rritjes dydimensionale e ngjashme me ishullin e formuar do të shkatërrojë mënyrën e rritjes së rrjedhës së hapit, duke rezultuar në humbjen e 4H informacion mbi strukturën kristalore, duke rezultuar në defekte të shumta. Prandaj, rregullimi i parametrave të procesit duhet të arrijë kontrollin e strukturës së hapit të sipërfaqes, duke shtypur kështu gjenerimin e defekteve polimorfike, duke arritur qëllimin e marrjes së një forme të vetme kristalore dhe në fund të përgatitjes së kristaleve me cilësi të lartë.
Si metoda më e hershme e zhvilluar e rritjes së kristaleve SiC, metoda e transportit fizik të avullit është aktualisht metoda më e zakonshme e rritjes për rritjen e kristaleve SiC. Krahasuar me metodat e tjera, kjo metodë ka kërkesa më të ulëta për pajisjet e rritjes, një proces të thjeshtë rritjeje, kontrollueshmëri të fortë, hulumtim relativisht të plotë të zhvillimit dhe tashmë ka arritur aplikim industrial. Avantazhi i metodës HTCVD është se ajo mund të rritë vafera gjysmë izoluese përçuese (n, p) dhe me pastërti të lartë, dhe mund të kontrollojë përqendrimin e dopingut në mënyrë që përqendrimi i bartësit në vaferë të jetë i rregullueshëm midis 3×1013~5×1019. /cm3. Disavantazhet janë pragu i lartë teknik dhe pjesa e ulët e tregut. Ndërsa teknologjia e rritjes së kristalit SiC në fazë të lëngët vazhdon të maturohet, ajo do të tregojë potencial të madh në avancimin e të gjithë industrisë SiC në të ardhmen dhe ka të ngjarë të jetë një pikë e re përparimi në rritjen e kristalit SiC.
Koha e postimit: Prill-16-2024