Earst, de struktuer en eigenskippen fan SiC kristal.
SiC is in binêre ferbining foarme troch Si elemint en C elemint yn 1: 1 ferhâlding, dat is, 50% silisium (Si) en 50% koalstof (C), en syn basis strukturele ienheid is SI-C tetraëder.
Skematyske diagram fan silisiumkarbidtetraëderstruktuer
Bygelyks, Si-atomen binne grut yn diameter, lykweardich oan in appel, en C-atomen binne lyts yn diameter, lykweardich oan in oranje, en in gelikense oantal sinaasappels en apels wurde gearstald om in SiC-kristal te foarmjen.
SiC is in binêre ferbining, wêryn de Si-Si-bân-atoomôfstân 3,89 A is, hoe dizze ôfstân te begripen? Op it stuit hat de meast treflike litografyske masine op 'e merk in litografyske krektens fan 3nm, dat is in ôfstân fan 30A, en de litografyske krektens is 8 kear dy fan 'e atomêre ôfstân.
De Si-Si-bân-enerzjy is 310 kJ / mol, dus jo kinne begripe dat de bân-enerzjy de krêft is dy't dizze twa atomen útinoar lûkt, en hoe grutter de bânenerzjy, hoe grutter de krêft dy't jo moatte útinoar lûke.
Bygelyks, Si-atomen binne grut yn diameter, lykweardich oan in appel, en C-atomen binne lyts yn diameter, lykweardich oan in oranje, en in gelikense oantal sinaasappels en apels wurde gearstald om in SiC-kristal te foarmjen.
SiC is in binêre ferbining, wêryn de Si-Si-bân-atoomôfstân 3,89 A is, hoe dizze ôfstân te begripen? Op it stuit hat de meast treflike litografyske masine op 'e merk in litografyske krektens fan 3nm, dat is in ôfstân fan 30A, en de litografyske krektens is 8 kear dy fan 'e atomêre ôfstân.
De Si-Si-bân-enerzjy is 310 kJ / mol, dus jo kinne begripe dat de bân-enerzjy de krêft is dy't dizze twa atomen útinoar lûkt, en hoe grutter de bânenerzjy, hoe grutter de krêft dy't jo moatte útinoar lûke.
Skematyske diagram fan silisiumkarbidtetraëderstruktuer
Bygelyks, Si-atomen binne grut yn diameter, lykweardich oan in appel, en C-atomen binne lyts yn diameter, lykweardich oan in oranje, en in gelikense oantal sinaasappels en apels wurde gearstald om in SiC-kristal te foarmjen.
SiC is in binêre ferbining, wêryn de Si-Si-bân-atoomôfstân 3,89 A is, hoe dizze ôfstân te begripen? Op it stuit hat de meast treflike litografyske masine op 'e merk in litografyske krektens fan 3nm, dat is in ôfstân fan 30A, en de litografyske krektens is 8 kear dy fan 'e atomêre ôfstân.
De Si-Si-bân-enerzjy is 310 kJ / mol, dus jo kinne begripe dat de bân-enerzjy de krêft is dy't dizze twa atomen útinoar lûkt, en hoe grutter de bânenerzjy, hoe grutter de krêft dy't jo moatte útinoar lûke.
Bygelyks, Si-atomen binne grut yn diameter, lykweardich oan in appel, en C-atomen binne lyts yn diameter, lykweardich oan in oranje, en in gelikense oantal sinaasappels en apels wurde gearstald om in SiC-kristal te foarmjen.
SiC is in binêre ferbining, wêryn de Si-Si-bân-atoomôfstân 3,89 A is, hoe dizze ôfstân te begripen? Op it stuit hat de meast treflike litografyske masine op 'e merk in litografyske krektens fan 3nm, dat is in ôfstân fan 30A, en de litografyske krektens is 8 kear dy fan 'e atomêre ôfstân.
De Si-Si-bân-enerzjy is 310 kJ / mol, dus jo kinne begripe dat de bân-enerzjy de krêft is dy't dizze twa atomen útinoar lûkt, en hoe grutter de bânenerzjy, hoe grutter de krêft dy't jo moatte útinoar lûke.
Wy witte dat elke stof is opboud út atomen, en de struktuer fan in kristal is in reguliere arranzjemint fan atomen, dat wurdt neamd in lange-range folchoarder, lykas de folgjende. De lytste kristal ienheid wurdt neamd in sel, as de sel is in kubike struktuer, it wurdt neamd in ticht-ynpakt kubike, en de sel is in hexagonal struktuer, it hjit in ticht-packed hexagonal.
Common SiC crystal types befetsje 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, ensfh Har stacking folchoarder yn de c as rjochting wurdt werjûn yn de figuer.
Under harren is de basis steapele folchoarder fan 4H-SiC ABCB ... ; De basis steapele folchoarder fan 6H-SiC is ABCACB ... ; De basis stapeling folchoarder fan 15R-SiC is ABCACBCABACABCB ... .
Dit kin sjoen wurde as in bakstien foar it bouwen fan in hûs, guon fan 'e hûsstiennen hawwe trije manieren om se te pleatsen, guon hawwe fjouwer manieren om se te pleatsen, guon hawwe seis manieren.
De basisselparameters fan dizze mienskiplike SiC-kristaltypen wurde yn 'e tabel werjûn:
Wat betsjutte a, b, c en hoeken? De struktuer fan 'e lytste ienheidsel yn in SiC-halfgeleider wurdt as folget beskreaun:
Yn it gefal fan deselde sel sil de kristalstruktuer ek oars wêze, dit is lykas wy de lotterij keapje, it winnende nûmer is 1, 2, 3, jo hawwe 1, 2, 3 trije nûmers kocht, mar as it nûmer is sorteare oars, it winnende bedrach is oars, sadat it oantal en de folchoarder fan deselde crystal, kin neamd wurde deselde crystal.
De folgjende figuer lit de twa typyske stapelmodi sjen, allinich it ferskil yn 'e stapelmodus fan' e boppeste atomen, de kristalstruktuer is oars.
De kristalstruktuer foarme troch SiC is sterk besibbe oan temperatuer. Under de aksje fan hege temperatueren fan 1900 ~ 2000 ℃, 3C-SiC sil stadich transformearje yn hexagonal SiC polyform lykas 6H-SiC fanwege syn minne strukturele stabiliteit. It is krekt fanwege de sterke korrelaasje tusken de kâns op foarming fan SiC polymorphs en temperatuer, en de ynstabiliteit fan 3C-SiC sels, de groei taryf fan 3C-SiC is dreech te ferbetterjen, en de tarieding is dreech. It hexagonale systeem fan 4H-SiC en 6H-SiC binne de meast foarkommende en makliker te meitsjen, en wurde breed studearre fanwege har eigen skaaimerken.
De bondellange fan SI-C-bân yn SiC-kristal is mar 1.89A, mar de binende enerzjy is sa heech as 4.53eV. Dêrom, de enerzjy nivo gat tusken de bonding steat en de anty-bonding steat is hiel grut, en in brede band gat kin wurde foarme, dat is ferskate kearen dat fan Si en GaAs. De hegere band gap breedte betsjut dat de hege-temperatuer crystal struktuer is stabyl. De assosjearre macht elektroanika kin realisearje de skaaimerken fan stabile wurking by hege temperatueren en ferienfâldige waarmte dissipation struktuer.
De strakke bining fan 'e Si-C-bân makket dat it rooster in hege trillingsfrekwinsje hat, dat is in fonon mei hege enerzjy, wat betsjut dat it SiC-kristal in hege verzadigde elektroanenmobiliteit en termyske konduktiviteit hat, en de besibbe elektryske apparaten hawwe in hegere switching snelheid en betrouberens, dy't ferleget it risiko fan apparaat overtemperature falen. Dêrnjonken makket de hegere ôfbraakfjildsterkte fan SiC it mooglik om hegere dopingkonsintraasjes te berikken en legere on-resistinsje te hawwen.
Twad, de skiednis fan SiC crystal ûntwikkeling
Yn 1905 ûntduts Dr. Henri Moissan in natuerlik SiC-kristal yn 'e krater, dat hy fûn op in diamant like en neamde it de Mosan-diamant.
Yn feite krige Acheson al yn 1885 SiC troch koks te mingjen mei silika en it te ferwaarmjen yn in elektryske oven. Destiids namen minsken it foar in mingsel fan diamanten en neamden it emery.
Yn 1892 ferbettere Acheson it syntezeproses, hy mingde kwartssân, koks, in lytse hoemannichte houtsnippers en NaCl, en ferwaarme it yn in elektryske bôgeofen oant 2700 ℃, en krige mei súkses skalige SiC-kristallen. Dizze metoade foar it synthesisearjen fan SiC-kristallen stiet bekend as de Acheson-metoade en is noch altyd de mainstreammetoade foar it produsearjen fan SiC-skuurmiddels yn 'e yndustry. Troch de lege suverens fan syntetyske grûnstoffen en rûch synteze proses, Acheson metoade produsearret mear SiC ûnreinheden, earme crystal yntegriteit en lytse crystal diameter, dat is dreech om te foldwaan oan de easken fan 'e semiconductor yndustry foar grutte-size, hege-suverheid en hege -kwaliteitskristallen, en kinne net brûkt wurde om elektroanyske apparaten te meitsjen.
Lely fan Philips Laboratory stelde in nije metoade foar foar it groeien fan SiC-ienkristallen yn 1955. Yn dizze metoade wurdt grafytkroes brûkt as groeifet, SiC-poederkristal wurdt brûkt as grûnstof foar it groeien fan SiC-kristal, en poreuze grafyt wurdt brûkt om te isolearjen in hol gebiet út it sintrum fan 'e groeiende grûnstof. By it groeien wurdt de grafytkroes ferwaarme oant 2500 ℃ ûnder de sfear fan Ar of H2, en it perifeare SiC-poeder wurdt sublimearre en ûntbûn yn Si- en C-dampfaze-stoffen, en it SiC-kristal wurdt groeid yn 'e middelste holle regio nei it gas stream wurdt oerbrocht troch de poreuze grafyt.
Tredde, SiC-kristalgroeitechnology
De groei fan ien kristal fan SiC is lestich troch syn eigen skaaimerken. Dit is benammen te tankjen oan it feit dat d'r gjin floeibere faze is mei in stoichiometryske ferhâlding fan Si: C = 1:1 by atmosfearyske druk, en it kin net groeid wurde troch de mear folwoeksen groeimetoaden dy't brûkt wurde troch it hjoeddeistige mainstream groeiproses fan 'e semiconductor yndustry - cZ metoade, fallende kroes metoade en oare metoaden. Neffens teoretyske berekkening, allinich as de druk grutter is as 10E5atm en de temperatuer heger is as 3200 ℃, kin de stoichiometryske ferhâlding fan Si: C = 1:1 oplossing wurde krigen. Om dit probleem te oerwinnen, hawwe wittenskippers unremitting ynspanningen dien om ferskate metoaden foar te stellen om hege kristalkwaliteit, grutte grutte en goedkeap SiC-kristallen te krijen. Op it stuit binne de wichtichste metoaden PVT-metoade, floeibere faze-metoade en dampgemyske ôfsettingsmetoade mei hege temperatuer.
Post tiid: Jan-24-2024