Cad is fás criostail carbide sileacain ann?

Ag druidim le sic | Prionsabal fás criostail cairbíde sileacain

I nádúr, tá criostail i ngach áit, agus tá a ndáileadh agus a bhfeidhmiú an -fhairsing. Agus tá struchtúir, airíonna agus modhanna ullmhúcháin éagsúla ag criostail éagsúla. Ach is í an ghné choitianta atá acu ná go n-eagraítear na hadaimh sa chriostal go rialta, agus go ndéantar an laitíse le struchtúr sonrach ansin trí chruachadh tréimhsiúil i spás tríthoiseach. Dá bhrí sin, is iondúil go gcuireann cuma na n -ábhar criostail cruth geoiméadrach rialta i láthair.

Silicon Is cineál ábhar criostalach é an t -ábhar foshraithe criostail aonair (dá ngairtear foshraith Sic anseo feasta). Baineann sé le hábhar leathsheoltóra bandgap leathan, agus tá na buntáistí a bhaineann le friotaíocht ardvoltais, friotaíocht ardteochta, minicíocht ard, caillteanas íseal, srl. Is ábhar bunúsach é chun gléasanna leictreonacha ardchumhachta agus feistí RF micreathonn a ullmhú.

Struchtúr criostail sic

Is ábhar leathsheoltóra cumaisc IV-IV é SIC atá comhdhéanta de charbón agus sileacain i gcóimheas stoichiometric de 1: 1, agus is é Diamond a chruas.

Tá 4 leictreoin valence ag adaimh charbóin agus sileacain araon, ar féidir leo 4 bhannaí comhfhiúsacha a chruthú. Eascraíonn an t -aonad bunúsach struchtúrach de chriostal SIC, sic tetrahedron, as an nascadh tetrahedral idir sileacain agus adaimh charbóin. Is é an uimhir chomhordaithe d'adaimh sileacain agus carbóin araon ná 4, i.e. Tá 4 adamh sileacain timpeall air ag gach adamh carbóin agus tá 4 adamh carbóin timpeall air ag gach adamh sileacain.

Mar ábhar criostail, tá an tréith ag foshraith SIC freisin maidir le cruachadh tréimhsiúil na sraitheanna adamhacha. Déantar na sraitheanna diatómacha Si-C a chruachadh feadh treo [0001]. I measc na bpolaitíochtaí coitianta tá 2H-SiC, 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15r-Sic, etc. ina measc, tugtar an pholaitéis 4H ar an seicheamh cruachta in ord "ABCB". Cé go bhfuil an comhdhéanamh ceimiceach céanna ag polytypes difriúla SIC, tá a n -airíonna fisiceacha, go háirithe an leithead bandgap, soghluaisteacht iompróra agus tréithe eile an -éagsúil. Agus tá airíonna polytype 4H níos oiriúnaí d'iarratais leathsheoltóra.

2h-sic

4H-Sich

6h-sich

Bíonn tionchar suntasach ag na paraiméadair fáis amhail teocht agus brú ar chobhsaíocht 4H-SiC le linn an phróisis fáis. Dá bhrí sin, chun an t -ábhar criostail aonair a fháil le hardchaighdeán agus aonfhoirmeacht, ní mór na paraiméadair amhail teocht fáis, brú fáis agus ráta fáis a rialú go beacht le linn an ullmhúcháin.

Modh Ullmhúcháin SIC: Modh Iompair Gal Fisiciúil (PVT)

Faoi láthair, is iad na modhanna ullmhúcháin a bhaineann le cairbíd sileacain ná modh iompair gaile fhisiciúil (PVT), modh sil -leagan gaile ceimiceach ardteochta (HTCVD), agus modh céim leachtach (LPE). Agus is modh príomhshrutha é PVT atá oiriúnach do olltáirgeadh tionsclaíoch.

(a) Sceitse den mhodh fáis Pvt do shicíní sic agus 

.

Le linn fás PVT, cuirtear criostail síol sic ar bharr an bhreogáin agus cuirtear an bunábhar (púdar sic) sa bhun. I dtimpeallacht faoi iamh le teocht ard agus brú íseal, sublimates púdar SIC, agus ansin iompraíonn sé aníos go dtí an spás in aice leis an síol faoi éifeacht grádán teochta agus difríocht chomhchruinnithe. Agus déanfaidh sé athchriostalú tar éis dó an stát supersaturated a bhaint amach. Tríd an modh seo, is féidir méid agus polytype criostail SIC a rialú.

Mar sin féin, éilíonn an modh PVT coinníollacha fáis cuí a choinneáil ar fud an phróisis fáis ar fad, nó mar thoradh air sin beidh neamhord laitíse agus fabhtanna neamh -inmhianaithe mar thoradh air. Thairis sin, tá an fás criostail SIC críochnaithe i spás faoi iamh le modhanna teoranta monatóireachta agus go leor athróg, mar sin tá sé deacair rialú an phróisis a rialú.

An príomh -mheicníocht chun criostail aonair a fhás: fás sreafa céim

Sa phróiseas chun criostail SIC a fhás trí mhodh PVT, meastar gurb é fás sreafa céim an príomh -mheicníocht chun criostail aonair a chruthú. Is fearr a dhéanfaidh na hadaimh Si agus C vaporized ceangal leis na hadaimh ar an dromchla criostail ag céimeanna agus kinks, áit a ndéanfaidh siad núicléadú agus fás, ionas go mbeidh gach céim ag dul ar aghaidh go comhthreomhar. Nuair a bhíonn an leithead idir gach céim ar an dromchla fáis i bhfad níos mó ná an cosán idirleata de na hadaimh asaithe, is féidir le líon mór adamh asaithe a bheith ag an am céanna, agus a fhoirmíonn an t-oileán déthoiseach, a scriosfaidh an modh fáis sreafa céim, agus mar thoradh air sin cruthaítear polaimipéid eile in ionad 4H. Dá bhrí sin, tá sé mar aidhm ag coigeartú na bparaiméadar próisis an struchtúr céim a rialú ar an dromchla fáis, chun cosc ​​a chur ar fhoirmiú polaimí neamh-inmhianaithe, agus an sprioc a bhaint amach chun struchtúr criostail amháin a fháil, agus criostail ardchaighdeáin a ullmhú ar deireadh.

Fás sreafa céim do chriostal aonair sic sic

Is é fás an chriostal an chéad chéim chun foshraith SIC ardchaighdeáin a ullmhú. Sula n-úsáidtear é, ní mór do theannán 4H-SiC dul trí shraith próiseas amhail slisniú, lapáil, beveling, snasú, glanadh agus cigireacht. Mar ábhar crua ach sobhriste, tá riachtanais theicniúla arda ag SIC Crystal freisin maidir leis na céimeanna atá ag dul i léig. D'fhéadfadh oidhreacht áirithe a bheith ag aon damáiste a ghintear i ngach próiseas, aistríonn sé go dtí an chéad phróiseas eile agus ar deireadh thiar bíonn tionchar aige ar chaighdeán an táirge. Dá bhrí sin, meallann an teicneolaíocht éifeachtúil do fhoshraith SIC aird an tionscail freisin.