Kodėl 3C-SiC išsiskiria iš daugelio SiC polimorfų? - „VeTek“ puslaidininkis

FonasSiC

Silicio karbidas (SiC)yra svarbi aukščiausios klasės tiksli puslaidininkinė medžiaga. Dėl gero atsparumo aukštai temperatūrai, atsparumo korozijai, atsparumo dilimui, aukštų temperatūrų mechaninių savybių, atsparumo oksidacijai ir kitų savybių jis turi plačias taikymo perspektyvas aukštųjų technologijų srityse, tokiose kaip puslaidininkiai, branduolinė energija, krašto apsauga ir kosmoso technologijos.

Iki šiol daugiau nei 200SiC kristalų struktūrosbuvo patvirtinti, pagrindiniai tipai yra šešiakampiai (2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC) ir kubiniai 3C-SiC. Tarp jų, lygiagrečios 3C-SiC struktūrinės charakteristikos lemia, kad šio tipo milteliai turi geresnes natūralaus sferiškumo ir tankio kaupimosi charakteristikas nei α-SiC, todėl jie pasižymi geresniu našumu tikslaus šlifavimo, keramikos gaminių ir kitose srityse. Šiuo metu dėl įvairių priežasčių nepavyko pasiekti puikių naujų 3C-SiC medžiagų eksploatacinių savybių didelio masto pramonėje.

Tarp daugelio SiC politipų 3C-SiC yra vienintelis kubinis politipas, dar žinomas kaip β-SiC. Šioje kristalinėje struktūroje Si ir C atomai egzistuoja gardelėje santykiu vienas su vienu, o kiekvienas atomas yra apsuptas keturių nevienalyčių atomų, sudarančių tetraedrinį struktūrinį vienetą su stipriais kovalentiniais ryšiais. 3C-SiC struktūrinė ypatybė yra ta, kad Si-C dviatominiai sluoksniai yra pakartotinai išdėstyti ABC-ABC-… tvarka, ir kiekvienoje vienetinėje ląstelėje yra trys tokie dviatominiai sluoksniai, kurie vadinami C3 reprezentacija; 3C-SiC kristalinė struktūra parodyta paveikslėlyje žemiau:

Šiuo metu silicis (Si) yra dažniausiai naudojama puslaidininkinė medžiaga galios įrenginiuose. Tačiau dėl Si našumo silicio pagrindu pagaminti maitinimo įrenginiai yra riboti. Palyginti su 4H-SiC ir 6H-SiC, 3C-SiC turi didžiausią teorinį elektronų mobilumą kambario temperatūroje (1000 cm·V).^-1·S^-1) ir turi daugiau pranašumų MOS įrenginių programose. Tuo pačiu metu 3C-SiC taip pat turi puikių savybių, tokių kaip aukšta gedimo įtampa, geras šilumos laidumas, didelis kietumas, platus diapazonas, atsparumas aukštai temperatūrai ir atsparumas spinduliuotei. Todėl jis turi didelį potencialą elektronikoje, optoelektronikoje, jutikliuose ir taikomosiose srityse ekstremaliomis sąlygomis, skatina susijusių technologijų plėtrą ir inovacijas bei parodo platų pritaikymo potencialą daugelyje sričių:

Pirma: ypač aukštos įtampos, aukšto dažnio ir aukštos temperatūros aplinkoje, didelė 3C-SiC gedimo įtampa ir didelis elektronų mobilumas daro jį idealiu pasirinkimu gaminant maitinimo įrenginius, tokius kaip MOSFET. 

Antra: 3C-SiC taikymas nanoelektronikoje ir mikroelektromechaninėse sistemose (MEMS) yra naudingas dėl jo suderinamumo su silicio technologija, leidžiančia gaminti nanomastelio struktūras, tokias kaip nanoelektronika ir nanoelektromechaniniai prietaisai. 

Trečia: 3C-SiC, kaip plačios juostos puslaidininkinė medžiaga, tinka mėlyniems šviesos diodams (LED) gaminti. Jo taikymas apšvietimui, ekranų technologijoms ir lazeriams patraukė dėmesį dėl didelio šviesos efektyvumo ir lengvo dopingo [9]. Ketvirta: tuo pačiu metu 3C-SiC naudojamas padėties jautrių detektorių, ypač lazerinio taško padėties jautrių detektorių, pagrįstų šoniniu fotovoltiniu efektu, gamybai, kurie rodo didelį jautrumą nulinio poslinkio sąlygomis ir yra tinkami tiksliam padėties nustatymui.

3C SiC heteroepitaksijos paruošimo būdas

Pagrindiniai 3C-SiC heteroepitaksinio augimo metodai apima cheminį nusodinimą garais (CVD), sublimacinę epitaksiją (SE), skystosios fazės epitaksiją (LPE), molekulinio pluošto epitaksiją (MBE), magnetroninį purškimą ir kt. CVD yra tinkamiausias 3C- SiC epitaksija dėl jo valdomumo ir pritaikomumo (pvz., temperatūra, dujų srautas, kameros slėgis ir reakcijos laikas, kurie gali optimizuoti epitaksinio sluoksnio kokybę).

Cheminis nusodinimas garais (CVD): sudėtinės dujos, kuriose yra Si ir C elementų, patenka į reakcijos kamerą, kaitinamos ir suskaidomos aukštoje temperatūroje, o po to Si ir C atomai nusodinami ant Si substrato arba 6H-SiC, 15R- SiC, 4H-SiC substratas. Šios reakcijos temperatūra paprastai yra tarp 1300-1500 ℃. Įprasti Si šaltiniai yra SiH4, TCS, MTS ir kt., C šaltiniai daugiausia yra C2H4, C3H8 ir kt., o H2 naudojamas kaip nešančiosios dujos. 

Augimo procesas daugiausia apima šiuos etapus: 

1. Dujinės fazės reakcijos šaltinis pagrindiniame dujų sraute nukreipiamas link nusodinimo zonos. 

2. Dujinės fazės reakcija vyksta ribiniame sluoksnyje, kad susidarytų plonos plėvelės pirmtakai ir šalutiniai produktai. 

3. Prekursoriaus nusodinimo, adsorbcijos ir krekingo procesas. 

4. Adsorbuoti atomai migruoja ir rekonstruoja substrato paviršių. 

5. Adsorbuoti atomai formuojasi branduoliais ir auga substrato paviršiuje. 

6. Išmetamųjų dujų masė po reakcijos pernešama į pagrindinę dujų srauto zoną ir pašalinama iš reakcijos kameros. 

Tikimasi, kad dėl nuolatinės technologinės pažangos ir nuodugnių mechanizmų tyrimų 3C-SiC heteroepitaksinė technologija vaidins svarbesnį vaidmenį puslaidininkių pramonėje ir skatins didelio efektyvumo elektroninių prietaisų kūrimą. Pavyzdžiui, spartus aukštos kokybės storosios plėvelės 3C-SiC augimas yra raktas į aukštos įtampos įrenginių poreikių tenkinimą. Norint įveikti augimo greičio ir medžiagų vienodumo pusiausvyrą, reikia atlikti tolesnius tyrimus; kartu su 3C-SiC taikymu nevienalytėse struktūrose, tokiose kaip SiC / GaN, ištirkite jo galimą pritaikymą naujuose įrenginiuose, tokiuose kaip galios elektronika, optoelektroninė integracija ir kvantinės informacijos apdorojimas.

„Vetek Semiconductor“ teikia 3CSiC dangaant įvairių gaminių, tokių kaip didelio grynumo grafitas ir didelio grynumo silicio karbidas. Turėdama daugiau nei 20 metų mokslinių tyrimų ir plėtros patirtį, mūsų įmonė atrenka labai tinkančias medžiagas, tokias kaipJei Epi gavėjas, SiC epitaksinis imtuvas, GaN ant Si epi susceptoriaus ir kt., kurie atlieka svarbų vaidmenį epitaksinio sluoksnio gamybos procese.

Jei turite kokių nors klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Mob/WhatsAPP: +86-180 6922 0752

paštas: anny@veteksemi.com