Γιατί το 3C-SiC ξεχωρίζει ανάμεσα σε πολλά πολύμορφα SiC; - VeTek Semiconductor

Το παρασκήνιο τουΟύτω

Καρβίδιο του πυριτίου (SiC)είναι ένα σημαντικό υλικό ημιαγωγών ακριβείας υψηλής ποιότητας. Λόγω της καλής αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στη φθορά, μηχανικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας, αντοχή στην οξείδωση και άλλα χαρακτηριστικά, έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής σε τομείς υψηλής τεχνολογίας όπως ημιαγωγοί, πυρηνική ενέργεια, εθνική άμυνα και διαστημική τεχνολογία.

Μέχρι στιγμής, πάνω από 200Κρυσταλλικές δομές Ούτωέχουν επιβεβαιωθεί, οι κύριοι τύποι είναι εξαγωνικοί (2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC) και κυβικοί 3C-SiC. Μεταξύ αυτών, τα εξισορροπημένα δομικά χαρακτηριστικά του 3C-SiC καθορίζουν ότι αυτός ο τύπος σκόνης έχει καλύτερη φυσική σφαιρικότητα και χαρακτηριστικά πυκνής στοίβαξης από το α-SiC, επομένως έχει καλύτερη απόδοση σε λείανση ακριβείας, κεραμικά προϊόντα και άλλα πεδία. Επί του παρόντος, διάφοροι λόγοι έχουν οδηγήσει στην αποτυχία της εξαιρετικής απόδοσης των νέων υλικών 3C-SiC για την επίτευξη μεγάλης κλίμακας βιομηχανικών εφαρμογών.

Μεταξύ πολλών πολυτύπων SiC, το 3C-SiC είναι ο μόνος κυβικός πολυτύπος, γνωστός και ως β-SiC. Σε αυτή την κρυσταλλική δομή, τα άτομα Si και C υπάρχουν στο πλέγμα σε αναλογία ένα προς ένα και κάθε άτομο περιβάλλεται από τέσσερα ετερογενή άτομα, σχηματίζοντας μια τετραεδρική δομική μονάδα με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Το δομικό χαρακτηριστικό του 3C-SiC είναι ότι τα διατομικά στρώματα Si-C είναι επανειλημμένα διατεταγμένα με τη σειρά ABC-ABC-…, και κάθε κύτταρο μονάδας περιέχει τρία τέτοια διατομικά στρώματα, που ονομάζεται αναπαράσταση C3. η κρυσταλλική δομή του 3C-SiC φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Επί του παρόντος, το πυρίτιο (Si) είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό ημιαγωγών για συσκευές ισχύος. Ωστόσο, λόγω της απόδοσης του Si, οι συσκευές ισχύος με βάση το πυρίτιο είναι περιορισμένες. Σε σύγκριση με το 4H-SiC και το 6H-SiC, το 3C-SiC έχει την υψηλότερη θεωρητική κινητικότητα ηλεκτρονίων σε θερμοκρασία δωματίου (1000 cm·V^-1·ΜΙΚΡΟ^-1), και έχει περισσότερα πλεονεκτήματα σε εφαρμογές συσκευών MOS. Ταυτόχρονα, το 3C-SiC έχει επίσης εξαιρετικές ιδιότητες όπως υψηλή τάση διάσπασης, καλή θερμική αγωγιμότητα, υψηλή σκληρότητα, μεγάλο διάκενο ζώνης, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στην ακτινοβολία. Ως εκ τούτου, έχει μεγάλες δυνατότητες στα ηλεκτρονικά, την οπτοηλεκτρονική, τους αισθητήρες και τις εφαρμογές υπό ακραίες συνθήκες, προωθώντας την ανάπτυξη και καινοτομία σχετικών τεχνολογιών και δείχνοντας ευρείες δυνατότητες εφαρμογής σε πολλούς τομείς:

Πρώτον: Ειδικά σε περιβάλλοντα υψηλής τάσης, υψηλής συχνότητας και υψηλής θερμοκρασίας, η υψηλή τάση διάσπασης και η υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων του 3C-SiC το καθιστούν ιδανική επιλογή για την κατασκευή συσκευών ισχύος όπως το MOSFET. 

Δεύτερον: Η εφαρμογή του 3C-SiC σε νανοηλεκτρονικά και μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (MEMS) επωφελείται από τη συμβατότητά του με την τεχνολογία πυριτίου, επιτρέποντας την κατασκευή δομών νανοκλίμακας όπως νανοηλεκτρονικά και νανοηλεκτρομηχανικές συσκευές. 

Τρίτον: Ως υλικό ημιαγωγών ευρείας ζώνης, το 3C-SiC είναι κατάλληλο για την κατασκευή διόδων εκπομπής μπλε φωτός (LED). Η εφαρμογή του στον φωτισμό, την τεχνολογία απεικόνισης και τα λέιζερ έχει τραβήξει την προσοχή λόγω της υψηλής φωτεινής απόδοσης και του εύκολου ντόπινγκ[9]. Τέταρτον: Ταυτόχρονα, το 3C-SiC χρησιμοποιείται για την κατασκευή ανιχνευτών που είναι ευαίσθητοι στη θέση, ειδικά ανιχνευτές λέιζερ με ευαισθησία στη θέση σημείου που βασίζονται στο πλευρικό φωτοβολταϊκό φαινόμενο, οι οποίοι παρουσιάζουν υψηλή ευαισθησία σε συνθήκες μηδενικής πόλωσης και είναι κατάλληλοι για τοποθέτηση ακριβείας.

Μέθοδος παρασκευής ετεροεπιταξίας 3C Ούτω

Οι κύριες μέθοδοι ανάπτυξης του ετεροεπιταξιακού 3C-SiC περιλαμβάνουν την εναπόθεση χημικών ατμών (CVD), την επιταξία εξάχνωσης (SE), την επιταξία υγρής φάσης (LPE), την επιταξία μοριακής δέσμης (MBE), την εκτόξευση μαγνητρονίων, κ.λπ. Η CVD είναι η προτιμώμενη μέθοδος για το 3C- Η επιταξία SiC λόγω της δυνατότητας ελέγχου και προσαρμοστικότητας (όπως θερμοκρασία, ροή αερίου, πίεση θαλάμου και χρόνος αντίδρασης, που μπορούν να βελτιστοποιήσουν την ποιότητα του επιταξιακού στρώματος).

Εναπόθεση χημικών ατμών (CVD): Ένα σύνθετο αέριο που περιέχει στοιχεία Si και C διέρχεται στον θάλαμο αντίδρασης, θερμαίνεται και αποσυντίθεται σε υψηλή θερμοκρασία και στη συνέχεια άτομα Si και άτομα C κατακρημνίζονται στο υπόστρωμα Si ή 6H-SiC, 15R- SiC, υπόστρωμα 4H-SiC. Η θερμοκρασία αυτής της αντίδρασης είναι συνήθως μεταξύ 1300-1500℃. Συνήθεις πηγές Si είναι τα SiH4, TCS, MTS, κ.λπ., και οι πηγές C είναι κυρίως C2H4, C3H8, κ.λπ., και το H2 χρησιμοποιείται ως το φέρον αέριο. 

Η διαδικασία ανάπτυξης περιλαμβάνει κυρίως τα ακόλουθα βήματα: 

1. Η πηγή αντίδρασης αέριας φάσης μεταφέρεται στην κύρια ροή αερίου προς τη ζώνη εναπόθεσης. 

2. Η αντίδραση αέριας φάσης λαμβάνει χώρα στο οριακό στρώμα για να δημιουργήσει πρόδρομες ουσίες και υποπροϊόντα λεπτής μεμβράνης. 

3. Η διαδικασία καθίζησης, προσρόφησης και πυρόλυσης του προδρόμου. 

4. Τα προσροφημένα άτομα μεταναστεύουν και αναδομούνται στην επιφάνεια του υποστρώματος. 

5. Τα προσροφημένα άτομα σχηματίζουν πυρήνες και αναπτύσσονται στην επιφάνεια του υποστρώματος. 

6. Η μαζική μεταφορά των απαερίων μετά την αντίδραση στην κύρια ζώνη ροής αερίου και αφαιρείται από το θάλαμο αντίδρασης. 

Μέσω της συνεχούς τεχνολογικής προόδου και της εις βάθος έρευνας μηχανισμών, η ετεροεπιταξιακή τεχνολογία 3C-SiC αναμένεται να διαδραματίσει σημαντικότερο ρόλο στη βιομηχανία ημιαγωγών και να προωθήσει την ανάπτυξη ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής απόδοσης. Για παράδειγμα, η ταχεία ανάπτυξη της υψηλής ποιότητας παχιάς μεμβράνης 3C-SiC είναι το κλειδί για την κάλυψη των αναγκών των συσκευών υψηλής τάσης. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να ξεπεραστεί η ισορροπία μεταξύ του ρυθμού ανάπτυξης και της ομοιομορφίας των υλικών. σε συνδυασμό με την εφαρμογή του 3C-SiC σε ετερογενείς δομές όπως το SiC/GaN, διερευνούν τις πιθανές εφαρμογές του σε νέες συσκευές όπως ηλεκτρονικά ισχύος, οπτοηλεκτρονική ολοκλήρωση και κβαντική επεξεργασία πληροφοριών.

Η Vetek Semiconductor παρέχει 3CΕπικάλυψη Ούτωσε διαφορετικά προϊόντα, όπως ο γραφίτης υψηλής καθαρότητας και το καρβίδιο του πυριτίου υψηλής καθαρότητας. Με περισσότερα από 20 χρόνια εμπειρίας στην Ε&Α, η εταιρεία μας επιλέγει υλικά που ταιριάζουν πολύ, όπως π.χΑν ο παραλήπτης της Επι, Επιταξιακός δέκτης Ούτω, GaN on Si epi susceptor, κ.λπ., που παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία παραγωγής επιταξιακής στιβάδας.

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή χρειάζεστε πρόσθετες λεπτομέρειες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας.

Mob/WhatsAPP: +86-180 6922 0752

Email: anny@veteksemi.com