Неліктен 3C-SiC көптеген SiC полиморфтарының арасында ерекшеленеді? - VeTek жартылай өткізгіш

ФоныSiC

Кремний карбиді (SiC)маңызды жоғары дәлдіктегі жартылай өткізгіш материал болып табылады. Жақсы жоғары температураға төзімділігі, коррозияға төзімділігі, тозуға төзімділігі, жоғары температурадағы механикалық қасиеттері, тотығуға төзімділігі және басқа сипаттамаларының арқасында ол жартылай өткізгіштер, ядролық энергетика, ұлттық қорғаныс және ғарыштық технологиялар сияқты жоғары технологиялық салаларда кең қолдану перспективаларына ие.

Әзірге 200-ден астамSiC кристалдық құрылымдаррасталды, негізгі түрлері гексагональды (2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC) және текше 3C-SiC. Олардың ішінде 3C-SiC-тің тең осьті құрылымдық сипаттамалары ұнтақтың бұл түрінің α-SiC-ге қарағанда жақсы табиғи сфералық және тығыз қабаттасу сипаттамаларына ие екенін анықтайды, сондықтан оның дәл тегістеуде, керамикалық бұйымдарда және басқа салаларда жақсырақ жұмыс істейді. Қазіргі уақытта әртүрлі себептер 3C-SiC жаңа материалдарының кең ауқымды өнеркәсіптік қолданбаларға қол жеткізу үшін тамаша өнімділігінің сәтсіздігіне әкелді.

Көптеген SiC политиптерінің ішінде 3C-SiC жалғыз текше политипі болып табылады, оны β-SiC деп те атайды. Бұл кристалдық құрылымда Si және C атомдары торда бір-біріне қатынасында болады және әрбір атом күшті коваленттік байланыстары бар тетраэдрлік құрылымдық бірлік құрайтын төрт гетерогенді атомдармен қоршалған. 3C-SiC құрылымдық ерекшелігі Si-C екі атомды қабаттары ABC-ABC-… ретімен қайта-қайта орналасады және әрбір бірлік ұяшықта осындай үш екі атомды қабат бар, ол C3 көрінісі деп аталады; 3C-SiC кристалдық құрылымы төмендегі суретте көрсетілген:

Қазіргі уақытта кремний (Si) қуатты құрылғылар үшін ең көп қолданылатын жартылай өткізгіш материал болып табылады. Дегенмен, Si өнімділігіне байланысты кремний негізіндегі қуат құрылғылары шектеулі. 4H-SiC және 6H-SiC-пен салыстырғанда, 3C-SiC бөлме температурасында ең жоғары теориялық электрондардың қозғалғыштығына (1000 см·В) ие.^-1·С^-1) және MOS құрылғы қолданбаларында көбірек артықшылықтарға ие. Сонымен қатар, 3C-SiC жоғары бұзылу кернеуі, жақсы жылу өткізгіштік, жоғары қаттылық, кең диапазон, жоғары температураға төзімділік және радиацияға төзімділік сияқты тамаша қасиеттерге ие. Сондықтан оның электроникада, оптоэлектроникада, сенсорларда және экстремалды жағдайларда қосымшаларда үлкен әлеуеті бар, байланысты технологиялардың дамуы мен инновациясына ықпал етеді және көптеген салаларда кең қолдану әлеуетін көрсетеді:

Біріншіден: әсіресе жоғары вольтты, жоғары жиілікті және жоғары температуралық орталарда 3C-SiC жоғары бұзылу кернеуі және жоғары электрондардың қозғалғыштығы оны MOSFET сияқты қуат құрылғыларын өндіру үшін тамаша таңдау жасайды. 

Екіншіден: 3C-SiC-ті наноэлектроника және микроэлектромеханикалық жүйелерде (MEMS) қолдану оның кремний технологиясымен үйлесімділігінен пайда көреді, бұл наноэлектроника және наноэлектромеханикалық құрылғылар сияқты наноөлшемді құрылымдарды жасауға мүмкіндік береді. 

Үшіншіден: Кең диапазонды жартылай өткізгіш материал ретінде 3C-SiC көк жарық диодтарын (жарық диодтар) өндіруге жарамды. Оның жарықтандыруда, дисплей технологияларында және лазерлерде қолданылуы оның жоғары жарық тиімділігі мен жеңіл допингке байланысты назар аударды[9]. Төртіншіден: Сонымен бірге, 3C-SiC позицияға сезімтал детекторларды, әсіресе нөлдік ауытқу жағдайында жоғары сезімталдықты көрсететін және дәл позициялау үшін жарамды бүйірлік фотоэлектрлік әсерге негізделген лазер нүктесінің орналасуына сезімтал детекторларды өндіру үшін қолданылады.

3С SiC гетероэпитаксиясын дайындау әдісі

3C-SiC гетероэпитаксиалының негізгі өсу әдістеріне химиялық бу тұндыру (CVD), сублимация эпитаксисі (SE), сұйық фаза эпитаксисі (LPE), молекулалық сәуле эпитаксисі (MBE), магнетронды шашырау және т.б. жатады. CVD 3C- үшін қолайлы әдіс болып табылады. SiC эпитаксисі оның басқарылуы мен бейімделуіне байланысты (мысалы, температура, газ ағыны, камераның қысымы және эпитаксиалды қабаттың сапасын оңтайландыратын реакция уақыты).

Химиялық будың тұндыру (CVD): құрамында Si және C элементтері бар қосылыс газы реакция камерасына жіберіледі, қызады және жоғары температурада ыдырайды, содан кейін Si атомдары мен С атомдары Si субстратына тұнбаға түседі немесе 6H-SiC, 15R- SiC, 4H-SiC субстраты. Бұл реакцияның температурасы әдетте 1300-1500 ℃ аралығында болады. Жалпы Si көздері SiH4, TCS, MTS және т.б., ал С көздері негізінен C2H4, C3H8 және т.б., ал H2 тасымалдаушы газ ретінде пайдаланылады. 

Өсу процесі негізінен келесі қадамдарды қамтиды: 

1. Газ фазасының реакция көзі негізгі газ ағынында тұндыру аймағына қарай тасымалданады. 

2. Газ фазасының реакциясы шекаралық қабатта жұқа қабықша прекурсорлары мен жанама өнімдерді генерациялау үшін жүреді. 

3. Прекурсордың тұндыру, адсорбция және крекинг процесі. 

4. Адсорбцияланған атомдар субстрат бетінде қоныс аударады және қайта құрылады. 

5. Адсорбцияланған атомдар ядро ​​түзіп, субстрат бетінде өседі. 

6. Реакциядан кейін негізгі газ ағынының аймағына қалдық газдың массалық тасымалдануы және реакция камерасынан шығарылады. 

Үздіксіз технологиялық прогресс пен механизмді терең зерттеу арқылы 3C-SiC гетероэпитаксиалды технологиясы жартылай өткізгіштер өнеркәсібінде маңызды рөл атқарады және жоғары тиімді электронды құрылғылардың дамуына ықпал етеді деп күтілуде. Мысалы, 3C-SiC жоғары сапалы қалың пленканың қарқынды өсуі жоғары вольтты құрылғылардың қажеттіліктерін қанағаттандырудың кілті болып табылады. Өсу қарқыны мен материалдың біркелкілігі арасындағы тепе-теңдікті жеңу үшін қосымша зерттеулер қажет; SiC/GaN сияқты гетерогенді құрылымдарда 3C-SiC қолдануымен бірге оның қуат электроникасы, оптоэлектрондық интеграция және кванттық ақпаратты өңдеу сияқты жаңа құрылғылардағы әлеуетті қолданбаларын зерттеңіз.

Vetek Semiconductor 3С қамтамасыз етедіSiC жабыныжоғары таза графит және жоғары таза кремний карбиді сияқты әртүрлі өнімдерде. 20 жылдан астам ҒЗТКЖ тәжірибесі бар біздің компания жоғары сәйкес келетін материалдарды таңдайды, мысалыЕгер Epi алушы, SiC эпитаксиалды қабылдағыш, Эпитаксиалды қабаттың түзілу процесінде маңызды рөл атқаратын Si epi суссепторындағы GaN және т.б.

Егер сізде қандай да бір сұрақтар болса немесе қосымша мәліметтер қажет болса, бізбен байланысудан тартынбаңыз.

Моб/WhatsAPP: +86-180 6922 0752

Электрондық пошта: anny@veteksemi.com