Ilki bilen, SiC kristalynyň gurluşy we häsiýetleri.
SiC, Si elementi we C elementi bilen 1: 1 nisbatda emele gelen ikilik birleşme, ýagny 50% kremniý (Si) we 50% uglerod (C) we esasy gurluş birligi SI-C tetraedrondyr.
Silikon karbid tetraedron gurluşynyň shemasy
Mysal üçin, Si atomlarynyň diametri uly, alma ekwiwalent, C atomlary bolsa diametri kiçi, apelsine deňdir we deň mukdarda apelsin we alma birleşdirilip, SiC kristalyny emele getirýär.
SiC ikilik birleşme bolup, onda Si-Si baglanyşyk atom aralygy 3,89 A bolýar, bu aralyga nädip düşünmeli?Häzirki wagtda bazardaky iň ajaýyp daşbasma maşynynyň litografiýa takyklygy 3nm bolup, 30A aralyk, daşbasma takyklygy atom aralygyndan 8 esse köpdür.
Si-Si baglanyşyk energiýasy 310 kJ / mol, şonuň üçin baglanyşyk energiýasynyň bu iki atomy biri-birinden aýyrýan güýçdigine düşünip bilersiňiz we baglanyşyk energiýasy näçe köp bolsa, aýrylmaly güýç hem şonça köp.
Mysal üçin, Si atomlarynyň diametri uly, alma ekwiwalent, C atomlary bolsa diametri kiçi, apelsine deňdir we deň mukdarda apelsin we alma birleşdirilip, SiC kristalyny emele getirýär.
SiC ikilik birleşme bolup, onda Si-Si baglanyşyk atom aralygy 3,89 A bolýar, bu aralyga nädip düşünmeli?Häzirki wagtda bazardaky iň ajaýyp daşbasma maşynynyň litografiýa takyklygy 3nm bolup, 30A aralyk, daşbasma takyklygy atom aralygyndan 8 esse köpdür.
Si-Si baglanyşyk energiýasy 310 kJ / mol, şonuň üçin baglanyşyk energiýasynyň bu iki atomy biri-birinden aýyrýan güýçdigine düşünip bilersiňiz we baglanyşyk energiýasy näçe köp bolsa, aýrylmaly güýç hem şonça köp.
Silikon karbid tetraedron gurluşynyň shemasy
Mysal üçin, Si atomlarynyň diametri uly, alma ekwiwalent, C atomlary bolsa diametri kiçi, apelsine deňdir we deň mukdarda apelsin we alma birleşdirilip, SiC kristalyny emele getirýär.
SiC ikilik birleşme bolup, onda Si-Si baglanyşyk atom aralygy 3,89 A bolýar, bu aralyga nädip düşünmeli?Häzirki wagtda bazardaky iň ajaýyp daşbasma maşynynyň litografiýa takyklygy 3nm bolup, 30A aralyk, daşbasma takyklygy atom aralygyndan 8 esse köpdür.
Si-Si baglanyşyk energiýasy 310 kJ / mol, şonuň üçin baglanyşyk energiýasynyň bu iki atomy biri-birinden aýyrýan güýçdigine düşünip bilersiňiz we baglanyşyk energiýasy näçe köp bolsa, aýrylmaly güýç hem şonça köp.
Mysal üçin, Si atomlarynyň diametri uly, alma ekwiwalent, C atomlary bolsa diametri kiçi, apelsine deňdir we deň mukdarda apelsin we alma birleşdirilip, SiC kristalyny emele getirýär.
SiC ikilik birleşme bolup, onda Si-Si baglanyşyk atom aralygy 3,89 A bolýar, bu aralyga nädip düşünmeli?Häzirki wagtda bazardaky iň ajaýyp daşbasma maşynynyň litografiýa takyklygy 3nm bolup, 30A aralyk, daşbasma takyklygy atom aralygyndan 8 esse köpdür.
Si-Si baglanyşyk energiýasy 310 kJ / mol, şonuň üçin baglanyşyk energiýasynyň bu iki atomy biri-birinden aýyrýan güýçdigine düşünip bilersiňiz we baglanyşyk energiýasy näçe köp bolsa, aýrylmaly güýç hem şonça köp.
Her bir maddanyň atomlardan emele gelýändigini bilýäris we kristalyň gurluşy atomlaryň yzygiderli tertibi bolup, aşakdakylar ýaly uzak aralyk tertibi diýilýär.Iň kiçi kristal birlige öýjük diýilýär, eger öýjük kub gurluş bolsa, oňa ýakyn gaplanan kub diýilýär we öýjük altyburçly gurluş bolsa, oňa gaplanan altyburçluk diýilýär.
Adaty SiC kristal görnüşlerine 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC we ş.m. girýär. Olaryň c okunyň ugrundaky yzygiderliligi suratda görkezilýär.
Olaryň arasynda 4H-SiC-iň esasy yzygiderliligi ABCB ...;6H-SiC-iň esasy yzygiderliligi ABCACB ...;15R-SiC-iň esasy yzygiderliligi ABCACBCABACABCB ....
Jaý gurmak üçin kerpiç hökmünde görmek mümkin, jaý kerpiçleriniň käbiri olary ýerleşdirmegiň üç usuly bar, käbirleriniň ýerleşdirmegiň dört usuly, käbiriniň alty ýoly bar.
Bu umumy SiC kristal görnüşleriniň esasy öýjük parametrleri tablisada görkezilýär:
A, b, c we burçlar nämäni aňladýar?SiC ýarymgeçirijide iň kiçi birlik öýjüginiň gurluşy şeýle suratlandyrylýar:
Şol bir öýjükde kristal gurluşy hem başgaça bolar, bu lotereýany satyn alanymyz ýaly, ýeňiji nomer 1, 2, 3, 1, 2, 3 üç san satyn aldyňyz, ýöne san tertiplenen bolsa başgaça, ýeňiji mukdar başga, şonuň üçin bir kristalyň sany we tertibi şol bir kristal diýip atlandyrylyp bilner.
Aşakdaky suratda iki sany adaty tertipleşdiriş tertibi görkezilýär, diňe ýokarky atomlaryň gaplama re modeimindäki tapawut, kristal gurluşy başga.
SiC tarapyndan emele gelen kristal gurluşy temperatura bilen berk baglanyşyklydyr.1900 ~ 2000 high ýokary temperaturanyň täsiri astynda, 3C-SiC gurluş durnuklylygy pesligi sebäpli 6H-SiC ýaly altyburçly SiC polifora ýuwaş-ýuwaşdan öwrüler.SiC polimorflarynyň emele gelmeginiň ähtimallygy bilen 3C-SiC-iň durnuksyzlygynyň arasyndaky berk arabaglanyşyk sebäpli, 3C-SiC ösüş depginini gowulaşdyrmak kyn, taýýarlyk görmek kyn.4H-SiC we 6H-SiC altyburçluk ulgamy iň köp ýaýran we taýýarlamak aňsat we öz aýratynlyklary sebäpli giňden öwrenilýär.
SiC kristalyndaky SI-C baglanyşygynyň uzynlygy bary-ýogy 1,89A, ýöne baglaýjy energiýa 4.53eV ýokarydyr.Şol sebäpli, baglanyşyk ýagdaýy bilen anti-baglanyşyk ýagdaýynyň arasyndaky energiýa derejesindäki boşluk gaty uly we Si we GaA-lardan birnäçe esse köp bolan giň zolakly boşluk emele gelip biler.Bandokary zolakly boşlugyň giňligi, ýokary temperaturaly kristal gurluşyň durnuklydygyny aňladýar.Baglanyşyk güýji elektronikasy, ýokary temperaturada we ýönekeýleşdirilen ýylylyk gurluşynda durnukly işlemegiň aýratynlyklaryna düşünip biler.
Si-C baglanyşygynyň berk baglanyşygy panjara ýokary yrgyldy ýygylygyny, ýagny ýokary energiýa fonyny berýär, bu bolsa SiC kristalynyň ýokary doýgun elektron hereketliligini we ýylylyk geçirijiligini we degişli elektrik elektron enjamlarynyň a has ýokary kommutasiýa tizligi we ygtybarlylygy, bu enjamyň aşa gyzgynlygy howpuny peseldýär.Mundan başga-da, SiC-iň has ýokary bölüniş meýdany, has ýokary doping konsentrasiýalaryna ýetmäge we garşylygy pes bolmaga mümkinçilik berýär.
Ikinjiden, SiC kristal ösüşiniň taryhy
1905-nji ýylda doktor Henri Moissan kraterde göwher ýaly tebigy SiC kristalyny tapdy we oňa göwher göwherini tapdy we oňa Mosan göwheri diýip at berdi.
Aslynda, 1885-nji ýyldan başlap, Acheson koksany kremnini garyşdyryp, elektrik peçinde gyzdyryp SiC-ni aldy.Şol wagt adamlar göwheriň garyndysy diýip ýalňyşdylar we oňa emeri diýip at berdiler.
1892-nji ýylda Acheson sintez prosesini gowulaşdyrdy, kwars çäge, koks, az mukdarda agaç çipleri we NaCl garyşdyrdy we elektrik ýaýly peçde 2700 to çenli gyzdyrdy we uly SiC kristallaryny üstünlikli aldy.SiC kristallaryny sintez etmegiň bu usuly Acheson usuly hökmünde bellidir we senagatda SiC abraziw önümlerini öndürmegiň esasy usulydyr.Sintetiki çig malyň arassalygy we gödek sintez prosesi sebäpli, Acheson usuly has köp SiC hapalaryny, hrustal bitewiligini we kiçi kristal diametrini öndürýär, bu ýarymgeçiriji pudagynyň uly göwrümli, ýokary arassalygy we ýokary talaplaryny kanagatlandyrmak kyn -kristal kristallary we elektron enjamlary öndürmek üçin ulanyp bolmaýar.
“Lely of Philips” laboratoriýasy 1955-nji ýylda SiC ýeke kristallaryny ösdürip ýetişdirmegiň täze usulyny teklip etdi. Bu usulda ulalýan gämi hökmünde grafit çüýlenýär, SiC kristalyny ösdürip ýetişdirmek üçin çig mal hökmünde SiC poroşok kristaly, izolýasiýa üçin gözenekli grafit ulanylýar. ösýän çig malyň merkezinden çukur meýdany.Ösüp barýarka, grafit Ar ýa-da H2 atmosferasynda 2500 to çenli gyzdyrylýar we periferiýa SiC tozy sublimirlenýär we Si we C bug faza maddalaryna bölünýär we gazdan soň orta çukur sebitinde SiC kristaly ösdürilýär. akym gözenekli grafit arkaly geçirilýär.
Üçünjiden, SiC kristal ösüş tehnologiýasy
SiC-iň ýekeje kristal ösüşi, aýratynlyklary sebäpli kyn.Bu, esasan, atmosfera basyşynda Si: C = 1: 1 stoiometrik gatnaşygy bolan suwuk fazanyň ýoklugy we ýarymgeçirijiniň häzirki esasy ösüş prosesi tarapyndan ulanylýan has ösen ösüş usullary bilen ösdürilip bilinmez. senagat - cZ usuly, düşýän möhüm usul we beýleki usullar.Nazary hasaplamalara görä, diňe basyş 10E5atm-dan ýokary we temperatura 3200 than-dan ýokary bolanda, Si: C = 1: 1 ergininiň stoiometrik gatnaşygy alynyp bilner.Bu meseläni ýeňip geçmek üçin alymlar ýokary kristal hilini, uly göwrümini we arzan SiC kristallaryny almak üçin dürli usullary teklip etmek üçin yzygiderli tagalla etdiler.Häzirki wagtda esasy usullar PVT usuly, suwuk faza usuly we ýokary temperaturaly bug himiki çöketlik usulydyr.
Iş wagty: -20anwar-24-2024