چرا 3C-SIC در بین بسیاری از پلی مورفه های SIC ایستادگی می کند؟ - نیمه هادی وتک

پیشینهباکره

کاربید سیلیکون (SIC)یک ماده نیمه هادی با دقت بالا مهم است. با توجه به مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر خوردگی ، مقاومت در برابر سایش ، خصوصیات مکانیکی دمای بالا ، مقاومت به اکسیداسیون و سایر خصوصیات ، چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه های فناوری پیشرفته مانند نیمه هادی ها ، انرژی هسته ای ، دفاع ملی و فناوری فضا دارد.

تاکنون ، بیش از 200ساختارهای کریستالی SICتأیید شده است ، انواع اصلی شش ضلعی (2H-SIC ، 4H-SIC ، 6H-SIC) و مکعب 3C-SIC هستند. در میان آنها ، ویژگی های ساختاری متعهد 3C-SIC تعیین می کند که این نوع پودر از کروی طبیعی و ویژگی های انباشته متراکم نسبت به α-SIC بهتر است ، بنابراین عملکرد بهتری در سنگ زنی دقیق ، محصولات سرامیکی و سایر زمینه ها دارد. در حال حاضر ، دلایل مختلف منجر به عدم موفقیت عملکرد عالی مواد جدید 3C-SIC برای دستیابی به کاربردهای صنعتی در مقیاس بزرگ شده است.

در میان بسیاری از پلی پلیپ های SIC ، 3C-SIC تنها پلی تیپ مکعب است که به عنوان β-SIC نیز شناخته می شود. در این ساختار کریستالی ، اتم های Si و C در یک شبکه با یک نسبت یک به یک وجود دارند ، و هر اتم توسط چهار اتم ناهمگن احاطه شده است و یک واحد ساختاری چهار ضلعی با پیوندهای کووالانسی قوی تشکیل می دهد. ویژگی ساختاری 3C-SIC این است که لایه های دیاتومیک Si-C به طور مکرر به ترتیب ABC-ABC- ... تنظیم می شوند و هر سلول واحد حاوی سه لایه دیاتومیک است که به آن بازنمایی C3 گفته می شود. ساختار کریستالی 3c-sic در شکل زیر نشان داده شده است:

در حال حاضر ، سیلیکون (SI) رایج ترین ماده نیمه هادی برای دستگاه های برق است. با این حال ، به دلیل عملکرد SI ، دستگاه های قدرت مبتنی بر سیلیکون محدود هستند. در مقایسه با 4H-SIC و 6H-SIC ، 3C-SIC دارای بالاترین تحرک الکترونیکی نظری دمای اتاق است (1000 سانتی متر · ولت^-1·^-1) ، و در برنامه های دستگاه MOS مزایای بیشتری دارد. در همین زمان ، 3C-SIC همچنین از خواص بسیار خوبی مانند ولتاژ شکست بالا ، هدایت حرارتی خوب ، سختی زیاد ، باند گسترده ، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر تابش برخوردار است. 

بنابراین ، این پتانسیل بسیار در الکترونیک ، نوری ، سنسورها و برنامه های کاربردی در شرایط شدید ، ترویج توسعه و نوآوری فن آوری های مرتبط و نشان دادن پتانسیل کاربرد گسترده در بسیاری از زمینه ها دارد:

اول: به خصوص در ولتاژ بالا ، فرکانس بالا و محیط های درجه حرارت بالا ، ولتاژ با شکست زیاد و تحرک الکترونی زیاد 3C-SIC آن را به یک انتخاب ایده آل برای تولید دستگاه های قدرت مانند MOSFET تبدیل می کند. 

دوم: استفاده از 3C-SIC در سیستم های نانوالکترونیک و میکروالکترومکانیکی (MEMS) از سازگاری آن با فناوری سیلیکون بهره می برد و امکان ساخت ساختارهای نانو مانند نانوالکترونیک و دستگاه های نانوالکترومکانیکی را فراهم می کند. 

سوم: به عنوان یک ماده نیمه هادی باند گسترده ، 3C-SIC برای ساخت دیودهای دارای نور آبی (LED) مناسب است. کاربرد آن در روشنایی ، فناوری نمایش و لیزرها به دلیل راندمان درخشان و دوپینگ آسان ، مورد توجه قرار گرفته است [9].         چهارم: در همان زمان ، 3C-SIC برای ساخت آشکارسازهای حساس به موقعیت ، به ویژه آشکارسازهای حساس به موقعیت لیزر بر اساس اثر فتوولتائیک جانبی ، که حساسیت بالایی را در شرایط تعصب صفر نشان می دهد ، استفاده می شود و برای موقعیت یابی دقیق مناسب است.

روش آماده سازی 3C هتروپیتاکسی SIC

روشهای اصلی رشد 3C-SIC Heteroepitaxial شامل رسوب بخار شیمیایی (CVD) ، تصعیم اپیتاکس (SE) ، اپیتاکس فاز مایع (LPE) ، اپیتاکس پرتو مولکولی (MBE) ، لکه دار شدن مگنترون ، و غیره است. کیفیت لایه اپیتاکسیال).

رسوب بخار شیمیایی (CVD): یک گاز مرکب حاوی عناصر Si و C به محفظه واکنش منتقل می شود ، در دمای بالا گرم و تجزیه می شود ، و سپس اتم های Si و اتم های C بر روی بستر Si رسوب می شوند ، یا 6H-SIC ، 15R-SIC ، 4H-SIC. دمای این واکنش معمولاً بین 1500-1500 است. منابع مشترک SI عبارتند از SIH4 ، TCS ، MTS و غیره ، و منابع C عمدتا C2H4 ، C3H8 و غیره هستند و H2 به عنوان گاز حامل استفاده می شود. 

روند رشد عمدتا شامل مراحل زیر است: 

1. منبع واکنش فاز گاز در جریان اصلی گاز به سمت منطقه رسوب منتقل می شود. 

2. واکنش فاز گاز در لایه مرزی برای تولید پیش سازهای فیلم نازک و فرآورده های جانبی رخ می دهد. 

3. روند بارش ، جذب و ترک خوردگی پیشرو. 

4. اتمهای جذب شده در سطح بستر مهاجرت و بازسازی می شوند. 

5. اتمهای جذب شده را هسته می کنند و بر روی سطح بستر رشد می کنند. 

6. حمل و نقل انبوه گاز پس از واکنش به منطقه اصلی جریان گاز و از محفظه واکنش خارج می شود. 

از طریق پیشرفت مداوم فن آوری و تحقیقات مکانیسم عمیق ، انتظار می رود فناوری هتروپیتاکسیال 3C-SIC نقش مهمی در صنعت نیمه هادی داشته و توسعه دستگاه های الکترونیکی با راندمان بالا را ترویج کند. به عنوان مثال ، رشد سریع فیلم ضخیم با کیفیت بالا 3C-SIC کلید اصلی پاسخگویی به نیازهای دستگاههای با ولتاژ بالا است. تحقیقات بیشتر برای غلبه بر تعادل بین نرخ رشد و یکنواختی مواد لازم است. همراه با کاربرد 3C-SIC در ساختارهای ناهمگن مانند SIC/GAN ، برنامه های بالقوه آن را در دستگاه های جدید مانند الکترونیک برق ، ادغام نوری و پردازش اطلاعات کوانتومی کشف کنید.

معاملات نیمه هادی 3C را فراهم می کندروکشدر محصولات مختلف ، مانند گرافیت با خلوص بالا و کاربید سیلیکون با خلوص بالا. با بیش از 20 سال تجربه تحقیق و توسعه ، شرکت ما مواد بسیار تطبیق یافته ای را انتخاب می کند ، ماننداگر گیرنده EPI باشد, بنابراین شرکت کننده اپیتاکسیال، GAN در SI EPI SoSeptor و غیره ، که نقش مهمی در فرآیند تولید لایه اپیتاکسیال دارند.

اگر سؤالی دارید یا به جزئیات بیشتری احتیاج دارید ، لطفاً در تماس با ما دریغ نکنید.

Mob/WhatsApp: +86-180 6922 0752

ایمیل: anny@veteksemi.com