Mula nang matuklasan ito, ang silicon carbide ay nakakuha ng malawak na atensyon. Ang Silicon carbide ay binubuo ng kalahating Si atoms at kalahating C atoms, na konektado ng mga covalent bond sa pamamagitan ng mga pares ng elektron na nagbabahagi ng sp3 hybrid orbitals. Sa pangunahing yunit ng istruktura ng nag-iisang kristal nito, ang apat na Si atom ay nakaayos sa isang regular na istraktura ng tetrahedral, at ang C atom ay matatagpuan sa gitna ng regular na tetrahedron. Sa kabaligtaran, ang Si atom ay maaari ding ituring na sentro ng tetrahedron, sa gayon ay bumubuo ng SiC4 o CSi4. Tetrahedral na istraktura. Ang covalent bond sa SiC ay lubos na ionic, at ang enerhiya ng silicon-carbon bond ay napakataas, mga 4.47eV. Dahil sa mababang stacking fault energy, ang mga silicon carbide crystal ay madaling bumubuo ng iba't ibang polytypes sa panahon ng proseso ng paglago. Mayroong higit sa 200 kilalang polytypes, na maaaring nahahati sa tatlong pangunahing kategorya: kubiko, heksagonal at trigonal.
Sa kasalukuyan, ang pangunahing paraan ng paglago ng SiC crystals ay kinabibilangan ng Physical Vapor Transport Method (PVT method), High Temperature Chemical Vapor Deposition (HTCVD method), Liquid Phase Method, atbp. Kabilang sa mga ito, ang PVT method ay mas mature at mas angkop para sa pang-industriya. mass production. ang
Ang tinatawag na PVT method ay tumutukoy sa paglalagay ng SiC seed crystals sa tuktok ng crucible, at paglalagay ng SiC powder bilang raw material sa ilalim ng crucible. Sa isang saradong kapaligiran na may mataas na temperatura at mababang presyon, ang SiC powder ay nag-sublimate at gumagalaw paitaas sa ilalim ng pagkilos ng gradient ng temperatura at pagkakaiba sa konsentrasyon. Isang paraan ng pagdadala nito sa paligid ng seed crystal at pagkatapos ay i-recrystallize ito pagkatapos maabot ang isang supersaturated na estado. Ang pamamaraang ito ay maaaring makamit ang nakokontrol na paglaki ng laki ng kristal ng SiC at mga tiyak na anyo ng kristal. ang
Gayunpaman, ang paggamit ng paraan ng PVT upang palaguin ang mga kristal ng SiC ay nangangailangan ng palaging pagpapanatili ng naaangkop na mga kondisyon ng paglago sa panahon ng pangmatagalang proseso ng paglago, kung hindi man ay hahantong ito sa sakit sa sala-sala, kaya makakaapekto sa kalidad ng kristal. Gayunpaman, ang paglaki ng mga kristal ng SiC ay nakumpleto sa isang saradong espasyo. Mayroong ilang mga epektibong pamamaraan ng pagsubaybay at maraming mga variable, kaya mahirap kontrolin ang proseso.
Sa proseso ng paglaki ng mga SiC crystal sa pamamagitan ng PVT method, ang step flow growth mode (Step Flow Growth) ay itinuturing na pangunahing mekanismo para sa matatag na paglaki ng isang kristal na anyo.
Ang vaporized Si atoms at C atoms ay mas gustong mag-bonding sa mga crystal surface atoms sa kink point, kung saan sila ay magnucleate at lalago, na nagiging sanhi ng bawat hakbang na dumaloy nang magkatulad. Kapag ang lapad ng hakbang sa ibabaw ng kristal ay malayong lumampas sa diffusion free path ng adatoms, ang isang malaking bilang ng mga adatom ay maaaring magsama-sama, at ang nabuong two-dimensional na island-like growth mode ay sisira sa step flow growth mode, na magreresulta sa pagkawala ng 4H impormasyon sa istraktura ng kristal, na nagreresulta sa Maramihang mga depekto. Samakatuwid, ang pagsasaayos ng mga parameter ng proseso ay dapat makamit ang kontrol ng istraktura ng hakbang sa ibabaw, sa gayon ay pinipigilan ang pagbuo ng mga polymorphic na depekto, pagkamit ng layunin ng pagkuha ng isang solong kristal na anyo, at sa huli ay naghahanda ng mga de-kalidad na kristal.
Bilang ang pinakaunang binuo na paraan ng paglago ng SiC crystal, ang pisikal na paraan ng transportasyon ng singaw ay kasalukuyang ang pinaka-mainstream na paraan ng paglago para sa lumalaking SiC crystal. Kung ikukumpara sa iba pang mga pamamaraan, ang pamamaraang ito ay may mas mababang mga kinakailangan para sa mga kagamitan sa paglago, isang simpleng proseso ng paglago, malakas na pagkontrol, medyo masinsinang pananaliksik sa pag-unlad, at nakamit na ang pang-industriyang aplikasyon. Ang bentahe ng pamamaraan ng HTCVD ay maaari itong lumaki ng conductive (n, p) at high-purity na semi-insulating wafer, at makokontrol ang doping concentration upang ang carrier concentration sa wafer ay adjustable sa pagitan ng 3×1013~5×1019 /cm3. Ang mga kawalan ay mataas na teknikal na threshold at mababang bahagi ng merkado. Habang ang liquid-phase na SiC crystal growth technology ay patuloy na tumatanda, ito ay magpapakita ng malaking potensyal sa pagsulong ng buong industriya ng SiC sa hinaharap at malamang na maging isang bagong breakthrough point sa SiC crystal growth.
Oras ng post: Abr-16-2024