Perché 3C-SIC si distingue tra molti polimorfi SIC? - VETEK Semiconductor

Lo sfondo diSic

Silicio carburo (sic)è un importante materiale a semiconduttore di precisione di fascia alta. A causa della sua buona resistenza ad alta temperatura, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura, proprietà meccaniche ad alta temperatura, resistenza all'ossidazione e altre caratteristiche, ha ampie prospettive di applicazione in campi ad alta tecnologia come semiconduttori, energia nucleare, difesa nazionale e tecnologia spaziale.

Finora, più di 200Strutture cristalline SICsono stati confermati, i tipi principali sono esagonali (2H-SIC, 4H-SIC, 6H-SIC) e 3C-SIC cubico. Tra questi, le caratteristiche strutturali equiax di 3C-SIC determinano che questo tipo di polvere ha una migliore sfericità naturale e caratteristiche di impilamento denso rispetto a α-SIC, quindi ha prestazioni migliori nella macinazione di precisione, prodotti ceramici e altri campi. Al momento, vari motivi hanno portato al fallimento delle eccellenti prestazioni dei nuovi materiali 3C-SIC per ottenere applicazioni industriali su larga scala.

Tra molti politipi SIC, 3C-SIC è l'unico politipo cubico, noto anche come β-SIC. In questa struttura cristallina, gli atomi di Si e C esistono nel reticolo in un rapporto uno a uno e ogni atomo è circondato da quattro atomi eterogenei, formando un'unità strutturale tetraedrica con forti legami covalenti. La caratteristica strutturale di 3C-SIC è che gli strati diatomici Si-C sono ripetutamente disposti nell'ordine di ABC-ABC-… e ogni cella unitaria contiene tre di questi strati diatomici, che si chiama rappresentazione C3; La struttura cristallina di 3C-SIC è mostrata nella figura seguente:

Attualmente, il silicio (SI) è il materiale a semiconduttore più comunemente usato per i dispositivi di alimentazione. Tuttavia, a causa delle prestazioni dei dispositivi di alimentazione a base di silicio, sono limitati. Rispetto a 4H-SIC e 6H-SIC, 3C-SIC ha la mobilità teorica teorica della temperatura ambiente più alta (1000 cm · V^-1·S^-1) e presenta maggiori vantaggi nelle applicazioni del dispositivo MOS. Allo stesso tempo, 3C-SIC ha anche eccellenti proprietà come alta tensione di rottura, buona conducibilità termica, alta durezza, gap a banda largo, resistenza ad alta temperatura e resistenza alle radiazioni. 

Pertanto, ha un grande potenziale in elettronica, optoelettronica, sensori e applicazioni in condizioni estreme, promuovendo lo sviluppo e l'innovazione delle tecnologie correlate e mostrando un ampio potenziale di applicazione in molti campi:

Innanzitutto: specialmente in ambienti ad alta tensione, ad alta frequenza e ad alta temperatura, l'elevata tensione di rottura e l'elevata mobilità degli elettroni di 3C-SIC lo rendono una scelta ideale per i dispositivi di potenza di produzione come MOSFET. 

In secondo luogo: l'applicazione di 3C-SIC in nanoelettronica e sistemi microelettromeccanici (MEMS) beneficia della sua compatibilità con la tecnologia del silicio, consentendo la produzione di strutture su nanoscala come la nanoelettronica e i dispositivi nanoelettromeccanici. 

Terzo: come materiale a semiconduttore a banda largo, 3C-SIC è adatto per la produzione di diodi a emissione di luce blu (LED). La sua applicazione in illuminazione, tecnologia di visualizzazione e laser ha attirato l'attenzione grazie alla sua alta efficienza luminosa e al doping facile [9].         In quarto luogo: allo stesso tempo, il 3C-SIC viene utilizzato per produrre rilevatori sensibili alla posizione, in particolare rilevatori sensibili alla posizione del punto laser in base all'effetto fotovoltaico laterale, che mostrano elevata sensibilità in condizioni di bias zero e sono adatti per il posizionamento di precisione.

Metodo di preparazione dell'eteroepitaxy 3C SIC

I principali metodi di crescita dell'eteroepitassiale 3C-SIC comprendono la deposizione di vapore chimico (CVD), l'epitassia di sublimazione (SE), l'epitassia della fase liquida (LPE), l'epitassia del raggio molecolare (MBE), il magnetron, l'ecc. tempo, che può ottimizzare la qualità dello strato epitassiale).

Deposizione di vapore chimico (CVD): un gas composto contenente elementi SI e C viene passato nella camera di reazione, riscaldati e decomposti ad alta temperatura, e quindi atomi SI e atomi C vengono precipitati sul substrato SI, o substrato SI 6H-SIC, 15R-sic 4H. La temperatura di questa reazione è generalmente compresa tra 1300-1500 ℃. Le fonti di Si comuni sono SIH4, TCS, MTS, ecc. E le fonti C sono principalmente C2H4, C3H8, ecc. E H2 è usato come gas di trasporto. 

Il processo di crescita include principalmente i seguenti passaggi: 

1. La fonte di reazione della fase gassosa viene trasportata nel flusso di gas principale verso la zona di deposizione. 

2. La reazione della fase gassosa si verifica nello strato limite per generare precursori e sottoprodotti del film sottile. 

3. Le precipitazioni, l'adsorbimento e il processo di cracking del precursore. 

4. Gli atomi adsorbiti migrano e ricostruiranno sulla superficie del substrato. 

5. Gli atomi adsorbiti nucleati e crescono sulla superficie del substrato. 

6. Il trasporto di massa del gas di scarto dopo la reazione nella zona di flusso del gas principale e viene eliminato dalla camera di reazione. 

Attraverso il progresso tecnologico continuo e la ricerca sul meccanismo approfondito, la tecnologia eteroepitassiale 3C-SIC dovrebbe svolgere un ruolo più importante nel settore dei semiconduttori e promuovere lo sviluppo di dispositivi elettronici ad alta efficienza. Ad esempio, la rapida crescita del film di alta qualità 3C-SIC è la chiave per soddisfare le esigenze dei dispositivi ad alta tensione. Sono necessarie ulteriori ricerche per superare l'equilibrio tra tasso di crescita e uniformità materiale; In combinazione con l'applicazione di 3C-SIC in strutture eterogenee come SIC/GAN, esplora le sue potenziali applicazioni in nuovi dispositivi come l'elettronica di potenza, l'integrazione optoelettronica e l'elaborazione delle informazioni quantistiche.

Le offerte Semiconductor forniscono 3cRivestimento sicSu diversi prodotti, come la grafite di alta purezza e il carburo di silicio di alta purezza. Con oltre 20 anni di esperienza in R&S, la nostra azienda seleziona materiali altamente abbinati, comeSe il ricevitore EPI, Così Undertaker epitassiale, Gan su SI EPI Susceptor, ecc., Che svolgono un ruolo importante nel processo di produzione di strati epitassiali.

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