3C SiC ၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသမိုင်း

အရေးကြီးသောပုံစံတစ်ခုအနေဖြင့်ဆီလီကွန်ကာလက်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသမိုင်း၊3c-siCSemiconductor ပစ္စည်းသိပ္ပံပညာ၏စဉ်ဆက်မပြတ်တိုးတက်မှုများကိုထင်ဟပ်စေသည်။ 1980 ပြည့်လွန်နှစ်များတွင် Nishino et al ။ Silicon အလွှာရှိဆီလီကွန်အလွှာ (CVD) ၏ဖောင်ဒေးရှင်း (CVD) မှ Silicon အလွှာ (CVD) မှရရှိသော 4C-Sic Sic PhotStrates မှပထမဆုံးရရှိခဲ့သည်။

1990 ခုနှစ်များသည် SiC သုတေသန၏ ရွှေခေတ်ဖြစ်သည်။ Cree Research Inc. သည် 1991 နှင့် 1994 တွင် 6H-SiC နှင့် 4H-SiC ချစ်ပ်များကို စတင်ထုတ်လုပ်ခဲ့ပြီး၊SIC semiconductor devices များ. ဤကာလအတွင်း နည်းပညာတိုးတက်မှုသည် 3C-SiC ၏ နောက်ဆက်တွဲ သုတေသနနှင့် အသုံးချမှုအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်ချပေးခဲ့သည်။

၂၁ ရာစုအစောပိုင်း၊ပြည်တွင်းတွင် ဆီလီကွန်အခြေခံ SiC ပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များအတိုင်းအတာတစ်ခုအထိလည်း ဖွံ့ဖြိုးလာပါတယ်။ Ye Zhizhen et al ။ အပူချိန်နိမ့်သောအခြေအနေအောက်တွင် CVD မှ ဆီလီကွန်အခြေခံ SiC ပါးလွှာသောရုပ်ရှင်များကို ၂၀၀၂ ခုနှစ်တွင် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။ 2001 ခုနှစ်တွင်, An Xia et al. အခန်းအပူချိန် [3] တွင် magnetron sputtering ဖြင့် ဆီလီကွန်အခြေခံ SiC ပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များကို ပြင်ဆင်ထားသည်။

သို့သော် SI နှင့် SI CIC (20% ခန့်) အကြားကြီးမားသောကွာခြားချက်ကြောင့် 3c-Sic Explaxial Layer ၏ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းမှုမှာမြင့်မားသောကြောင့်အထူးသဖြင့် DPB ကဲ့သို့သောအမြင့်ဆုံးဖြစ်သည်။ ရာဇမတ်တပ်သားများမတိုက်ဆိုင်မှုကိုလျှော့ချနိုင်ရန်အတွက်သုတေသီများသည် 6 နာရီ sic, 15 ရက် SIC သို့မဟုတ် Sic သို့မဟုတ် 4h-Sic ကို သုံး. Sic Eplitaxial Layer ကိုတိုးချဲ့ရန်နှင့်ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆကိုလျော့နည်းစေသည်။ ဥပမာအားဖြင့်, 2012 ခုနှစ်, Seki, Kazuaki et al ။ Supersaturation [4-5] ကိုထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် Polymorphic Sicpic Sective Techning နှင့် Sice Pice (4-5) တွင် Surforning Polymorphic Sic-Sic-Sice ၏ Polymorphic Exitaxy Control Technology ကိုအဆိုပြုထားသည်။ 2023 ခုနှစ်တွင် Xun Li ကဲ့သို့သောသုတေသီများသည်ကြီးထွားမှုနှင့်လုပ်ငန်းစဉ်ကိုပိုမိုကောင်းမွန်စေရန် CVD နည်းလမ်းကို အသုံးပြု. 3c-sic လုပ်ခြင်းကိုအောင်မြင်စွာရရှိနိုင်ပါသည်Estitaxial အလွှာ4h-Sic အလွှာတစ်ခုတွင် DPB ချို့ယွင်းချက်များနှင့်အတူ 4H-SIC အလွှာအပေါ် 14um / h ၏ကြီးထွားနှုန်းမှာ။

Crystal ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် 3C SIC ၏လျှောက်လွှာနယ်ပယ်များ

များစွာသော SICD Polytypes, 3c-Sic သည် 3c-sic သည်တစ်ခုတည်းသောကုဗ polytype ဖြစ်သည်။ ဤကြည်လင်သောဖွဲ့စည်းပုံတွင် SI နှင့် C အက်တမ်များသည်ရာဇမတ်ကွက်တွင်တစ်နာရီအချိုးအစားတစ်ခုတွင်ရှိနေသည်။ 3c-Sic ၏ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာအင်္ဂါရပ်မှာ Si-C diatomic အလွှာများကို ABC-abc-abc-aspress တွင်ထပ်ခါတလဲလဲစီစဉ်ထားခြင်းဖြစ်သည်။ ယူနစ်ဆဲလ်တစ်ခုစီတွင် C3 ကိုယ်စားပြုမှုဟုခေါ်သည်။ 3c-Sic ၏ကြည်လင်ဖွဲ့စည်းပုံကိုအောက်ပါပုံတွင်ဖော်ပြထားသည်။

ပုံ 1 Crystal ဖွဲ့စည်းပုံ 3c-Sic

လက်ရှိတွင် Silicon (SI) သည်အများအားဖြင့်အသုံးပြုသော semiconductor ပစ္စည်းဖြစ်သည်။ သို့သော် SI ၏ဖျော်ဖြေမှုကြောင့်ဆီလီကွန်အခြေပြုပါဝါကိရိယာများအကန့်အသတ်ရှိသည်။ 4H-Sic နှင့် 6 နာရီ Sic ဖြင့် 3c-Sic နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက 3c-Sic သည်အမြင့်ဆုံးအခန်းအပူချိန် (1000 CM · 1000 CM · 1000)) တွင်ရှိသည်။ MOS device application များတွင်အားသာချက်များရှိသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင် 3C-SIC သည်မြင့်မားသောကြေကွဲဖွယ်ဖြစ်သောဗို့အား, ကောင်းမွန်သောအပူချိန်, လှေခါးထစ်, ကျယ်ပြန့်သော bandgap, အပူချိန်မြင့်မားခြင်းနှင့်ဓါတ်ရောင်ခြည်ခုခံခြင်းတို့ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၎င်းသည်အီလက်ထရွန်နစ်, optoelectronsectronsectronicronics, အာရုံခံကိရိယာများ,

ပထမအချက် - အထူးသဖြင့်အထူးသဖြင့်မြင့်မားသောဗို့အားနှင့်အပူချိန်မြင့်မားခြင်းနှင့်အပူချိန်မြင့်မားခြင်းနှင့်အပူချိန်မြင့်သောဗို့အားနှင့်လျှပ်စစ်လျှပ်စစ်ဓာတ်အားမြင့်မားခြင်းနှင့်လျှပ်စစ်လျှပ်စစ်ဓာတ်အားမြင့်မားခြင်းက MOSFet ကဲ့သို့သောအာဏာစက်များထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက်အကောင်းဆုံးရွေးချယ်မှုတစ်ခုပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ဒုတိယ - nanoelectronics နှင့် microelectromechnechancical စနစ်များ (MECSECRENTROMECHENCARICATION တို့တွင် 3c-SIC ၏လျှောက်လွှာသည်ဆီလီကွန်နည်းပညာနှင့်အတူ nanoelectronics စသည့် nanoelectronics ကဲ့သို့သော nanoelectromechanical devices များကဲ့သို့သော nanolecale ဖွဲ့စည်းပုံများထုတ်လုပ်ခွင့်ပြုသည်။ တတိယအချက် - Bandgap Semiconductor ပစ္စည်းအဖြစ် 3c-Sic သည်ထုတ်လုပ်ရန်သင့်တော်သည်အပြာအလင်းရောင်ထုတ်လွှတ်သော diodes(LEDs) ။ ၎င်း၏အလင်းရောင်, ပြသမှုနည်းပညာနှင့်လေဆာရောင်ခြည်တွင်၎င်း၏ application သည်၎င်း၏တောက်ပသောထိရောက်မှုနှင့်လွယ်ကူသော doping ကြောင့်အာရုံကိုဆွဲဆောင်ခဲ့သည်။ စတုတ်ထ - တစ်ချိန်တည်းမှာပင် 3c-Sic သည်နေရာချထားခြင်းဆိုင်ရာစစ်ဆေးစက်များ, အထူးသဖြင့်လက်ကိုင်ခလုတ်များအပေါ်အလွန်အမင်းထိခိုက်လွယ်သောနေရာများနှင့်တိကျသော positioning အတွက်သင့်လျော်သောနေရာများထုတ်လုပ်ရန်အသုံးပြုသော 3c-Sic ကိုထုတ်လုပ်ရန်အသုံးပြုသည်။ ။

3 ။ 3C sic heteroepitax ၏ပြင်ဆင်မှုနည်းလမ်း

3c-sicoepitaxy ၏အဓိကတိုးတက်မှုနည်းလမ်းများပါဝင်သည်ဓာတုအငွေ့ထွက်ခြင်း (CVD), Sublimation epitaxaxy (se), အရည်အဆင့် egitaxy (LPE), Motecular Beam Egitaxy (MBE), MBENATRON SPUNDARING စသည်တို့ကို CVD ၏အရည်အသွေးနှင့်အလိုက်သင့်ပြုပြင်သည့်အပူချိန်, ဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှု, Estitaxial အလွှာ) ။

Chemical vapor deposition (CVD)- Si နှင့် C ဒြပ်စင်များပါရှိသော ဒြပ်ပေါင်းဓာတ်ငွေ့ကို တုံ့ပြန်မှုခန်းထဲသို့ ဖြတ်သွားကာ အပူချိန်မြင့်မြင့်ဖြင့် အပူပေးပြီး ပြိုကွဲသွားပြီးနောက် Si အက်တမ်နှင့် C အက်တမ်များကို Si substrate သို့မဟုတ် 6H-SiC၊ 15R- SiC၊ 4H-SiC အလွှာ [11]။ ဤတုံ့ပြန်မှု၏အပူချိန်သည်ပုံမှန်အားဖြင့် 1300-1500 ဒီဂရီကြားရှိသည်။ အသုံးများသော Si ရင်းမြစ်များ တွင် SiH4၊ TCS၊ MTS စသည်တို့ နှင့် C အရင်းအမြစ်များ တွင် အဓိကအားဖြင့် C2H4၊ C3H8 စသည်တို့ ပါ၀င်ပြီး H2 ကို သယ်ဆောင်သည့် ဓာတ်ငွေ့အဖြစ် ပါဝင်သည်။ ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါအဆင့်များပါဝင်သည်- 1. ဓာတ်ငွေ့အဆင့် တုံ့ပြန်မှုအရင်းအမြစ်ကို ပင်မဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှုတွင် အစစ်ခံဇုန်သို့ ပို့ဆောင်သည်။ 2. ပါးလွှာသော ဖလင်ရှေ့ပြေးများနှင့် နောက်ဆက်တွဲ ထုတ်ကုန်များကို ထုတ်လုပ်ရန် နယ်နိမိတ်အလွှာတွင် ဓာတ်ငွေ့အဆင့် တုံ့ပြန်မှု ဖြစ်ပေါ်သည်။ 3. ရှေ့ပြေးနိမိတ်၏ မိုးရွာသွန်းမှု၊ စုပ်ယူမှုနှင့် ကွဲအက်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်။ 4. စုပ်ယူထားသော အက်တမ်များသည် ရွှေ့ပြောင်းပြီး အလွှာမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ပြန်လည်တည်ဆောက်သည်။ 5. စုပ်ယူထားသော အက်တမ်များသည် နျူကလိယ ရှိပြီး အလွှာမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ကြီးထွားသည်။ 6. ပင်မဓာတ်ငွေ့ စီးဆင်းမှုဇုန်သို့ တုံ့ပြန်ပြီးနောက် စွန့်ပစ်ဓာတ်ငွေ့များ၏ အစုလိုက်အပြုံလိုက် ပို့ဆောင်မှုကို တုံ့ပြန်မှုအခန်းမှ ထုတ်ယူသည်။ ပုံ 2 သည် CVD [12] ၏ schematic diagram ဖြစ်သည်။

ပုံ (2) CVD ၏ပုံသဏ် diffic ်ဌာန်းပုံ

Sublimation epitaxy (SE) နည်းလမ်း- ပုံ 3 သည် 3C-SiC ကိုပြင်ဆင်ရန်အတွက် SE နည်းလမ်း၏ စမ်းသပ်ဖွဲ့စည်းပုံ ပုံကြမ်းဖြစ်သည်။ အဓိကအဆင့်များမှာ အပူချိန်မြင့်မားသောဇုံရှိ SiC အရင်းအမြစ်၏ ပြိုကွဲခြင်းနှင့် ပြိုကွဲခြင်းများ၊ sublimates များ၏ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးနှင့် sublimates များ၏ တုံ့ပြန်မှု နှင့် ပုံဆောင်ခဲများ အပူချိန်နိမ့်ကျသော မျက်နှာပြင်ရှိ sublimates များဖြစ်သည်။ အသေးစိတ်အချက်အလက်များမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်- 6H-SiC သို့မဟုတ် 4H-SiC အလွှာကို Crucible ၏ထိပ်တွင်ထားရှိကာ၊မြင့်မားသောသန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုစွမ်းရည်အမှုန့်SiC ကုန်ကြမ်းအဖြစ် အသုံးပြုပြီး အောက်ခြေတွင် ထားရှိပါ။ဖိုက်တာ။ Crucible ကို 1900-2100 ℃ကိုရေဒီယိုကြိမ်နှုန်းအညွှန်းကိန်းဖြင့်အပူပေးပြီး sic and succuse အတွင်းရှိ axial tic progricen အတွင်းရှိ axial count sicroy ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည် 3c-Sic Heteroepitaxial ဖွဲ့စည်းရန်။

sublimation epitaxy ၏ အားသာချက်များမှာ အဓိကအားဖြင့် ရှုထောင့်နှစ်ခုတွင်ဖြစ်သည်- 1. epitaxy temperature သည် မြင့်မားပြီး crystal ချို့ယွင်းချက်များကို လျှော့ချပေးနိုင်သည်၊ 2. အက်တမ်အဆင့်တွင် ထွင်းထုထားသော မျက်နှာပြင်ကို ရရှိရန် ၎င်းကို ထွင်းထုနိုင်သည်။ သို့သော်လည်း ကြီးထွားမှုဖြစ်စဉ်အတွင်း တုံ့ပြန်မှုရင်းမြစ်ကို ချိန်ညှိ၍မရသည့်အပြင် ဆီလီကွန်-ကာဗွန်အချိုး၊ အချိန်၊ အမျိုးမျိုးသော တုံ့ပြန်မှုအစီအစဉ်များ စသည်တို့ကို မပြောင်းလဲနိုင်သောကြောင့် ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်၏ ထိန်းချုပ်နိုင်စွမ်းကို လျော့ကျစေသည်။

ပုံ 3 3C-SiC epitaxy ကြီးထွားမှုအတွက် SE နည်းလမ်း၏ ဇယားကွက်

မော်လီကျူးရောင်ခြည် jappaiga (MBE) သည်အဆင့်မြင့်ပါးလွှာသောရုပ်ရှင်ကြီးထွားမှုနည်းပညာဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် 3 နာရီ SIC သို့မဟုတ် 6h-Sic အလွှာများပေါ်တွင် 3C-Sic Epitaxial အလွှာများစိုက်ပျိုးရန်သင့်တော်သည်။ ဤနည်းလမ်း၏အခြေခံနိယာမမှာ - အရင်းအမြစ်ဓာတ်ငွေ့ကိုတိကျသောထိန်းချုပ်မှုဖြင့် Ultra-high vacuum ပတ်ဝန်းကျင်တွင်ရှိသည်, ကြီးထွားလာသော epitaxial အလွှာသို့မဟုတ်မော်လီကျူးရောင်ခြည်သို့မဟုတ်မော်လီကျူးရောင်ခြည်နှင့်အဖြစ်အပျက်များကိုဖြစ်ပေါ်စေသည် Estitaxial တိုးတက်မှုနှုန်း။ 3c-Sic စိုက်ပျိုးရန်ဘုံအခြေအနေများepitaxial အလွှာ4H-Sic သို့မဟုတ် 6H-SIC အလွှာများ၌ - ဆီလီကွန်ကြွယ်ဝသောအခြေအနေများတွင်ဂရလုန်နှင့်စင်ကြယ်သောကာဗွန်အရင်းအမြစ်များသည်အီလက်ထရွန်သေနတ်ဖြင့် gaseous ပစ္စည်းများကိုစိတ်လှုပ်ရှားစွာဖြင့်စိတ်လှုပ်ရှားစရာကောင်းပြီး 1200-1350 ℃သည်တုံ့ပြန်မှုအပူချိန်အဖြစ်အသုံးပြုသည်။ 3c-Sic HeteroePitaxial တိုးတက်မှုနှုန်း 0.01-0.1 NMS-1 ၏တိုးတက်မှုနှုန်းမှာရရှိနိုင်ပါတယ်။

နိဂုံးချုပ်နှင့်အလားအလာ

စဉ်ဆက်မပြတ်နည်းပညာတိုးတက်မှုနှင့် အတွင်းကျကျယန္တရား သုတေသနပြုခြင်းဖြင့် 3C-SiC heteroepitaxial နည်းပညာသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်းတွင် ပိုမိုအရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်နေပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် အီလက်ထရွန်နစ်ကိရိယာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးကို မြှင့်တင်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင် တိုးတက်မှုနှုန်းကို မြှင့်တင်ရန် HCl လေထုကို မိတ်ဆက်ခြင်းကဲ့သို့သော ကြီးထွားမှုနည်းပညာများနှင့် ဗျူဟာအသစ်များကို ဆက်လက်စူးစမ်းလေ့လာခြင်းသည် အနာဂတ်သုတေသန၏ ဦးတည်ချက်ဖြစ်သည်။ ပိုမိုတိကျသောချို့ယွင်းချက်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများကို ပိုကောင်းအောင်ပြုလုပ်ရန် photoluminescence နှင့် cathodoluminescence ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းကဲ့သို့သော ချို့ယွင်းချက်ဖွဲ့စည်းခြင်းယန္တရားအပေါ် နက်ရှိုင်းစွာသုတေသနပြုခြင်း၊ အရည်အသွေးမြင့် အထူဖလင် 3C-SiC ၏ လျင်မြန်စွာ ကြီးထွားမှုသည် ဗို့အားမြင့်ကိရိယာများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန် သော့ချက်ဖြစ်ပြီး ကြီးထွားမှုနှုန်းနှင့် ပစ္စည်း တူညီမှုအကြား ချိန်ခွင်လျှာကို ကျော်လွှားရန် နောက်ထပ် သုတေသနပြုရန် လိုအပ်ပါသည်။ SiC/GaN ကဲ့သို့သော ကွဲပြားသောဖွဲ့စည်းပုံများတွင် 3C-SiC အသုံးချမှုနှင့်အတူ ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၊ optoelectronic ပေါင်းစပ်မှုနှင့် ကွမ်တမ်အချက်အလက်လုပ်ဆောင်ခြင်းကဲ့သို့သော စက်ပစ္စည်းအသစ်များတွင် ၎င်း၏အလားအလာရှိသောအသုံးချပရိုဂရမ်များကို စူးစမ်းလေ့လာပါ။

ကိုးကား-

[1] Nishino S, Hazuki Y, Matsunami H, et et ။ Sichocon Intermediate အလွှာ [J] silicon အလွှာ [j] ၏ sictmediate အလွှာ [J] ။ SICOCONEDENTINE SORTATE SIC FORMSTED ၏ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာအခိုးအငွေ့များသည် Sic Pictstrate တွင်။

[2] Ye Zhizhen, Wang Yadong, Huang Jingyun, et al သည် ဆီလီကွန်အခြေခံ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များ၏ အပူချိန်နိမ့်ကျမှုဆိုင်ရာ သုတေသနပြုချက် [J]၊ .

စိုးရိမ်ပူပန်ခြင်း, Zhuang Huizhao, Li Huaxiangiang စောင့်ဆိုင်းခြင်း။

[4] Seki K, Alexander, Kozawa S, et al ။ Superturation Control တွင် Supersaturation Control 'SICSATURation Control' s ကို Supersaturation Control of Sictytype ၏ရွေးချယ်မှုတိုးတက်မှု [j] ။ Crystal ကြီးထွားလာသည့်ဂျာနယ်, 2012, 360: 176-180 ။

Chen Yao, Zhao Fuqiang, Zhhu Bingxian, Zhu Bingxian, Zhu Bingxian

Li X, Li X, Wang G ။ စိုးလ်စွမ်းရည်ရှိသည့် 4 နာရီဂက်စ်တွင် 3C-SIC အလွှာများနှင့်အတူ 3c-Sic အလွှာများဖြင့် 3C-SIC အလွှာများဖြင့်ကြီးထွားလာသည် .Solid ပြည်နယ်ဆက်သွယ်ရေးနှင့်အတူ 2023: 371 ။

[7] hou kaiwen ။ Si ဂရပ်ဖစ်အလွှာအလွှာသုတေသနနှင့် 3C-sic [d] တွင်၎င်း၏လျှောက်လွှာ

[8]Lars၊ Hiller၊ Thomas၊ et al။ 3C-SiC(100) Mesa Structures ၏ ECR-Etching တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်သက်ရောက်မှုများ[J]။Materials Science Forum၊ 2014။

[9] Xu Qingfang

[10] Foisal A R M , Nguyen T , Dinh T K , et al.3C-SiC/Si Heterostructure- Photovoltaic Effect ကိုအခြေခံ၍ Position-Sensitive Detectors အတွက် အကောင်းဆုံး ပလပ်ဖောင်းတစ်ခု[J].ACS အသုံးချပစ္စည်းများနှင့် မျက်နှာပြင်များ, 2019: 409870-40980.

[11] Xin Bin။

[12] Dong Lin

[13] Diani M ၊ Simon L ၊ Kubler L ၊ et al ။ 6H-SiC(0001) အလွှာ[J] ပေါ်ရှိ 3C-SiC polytype ၏ သလင်းကျောက် ကြီးထွားမှု။ Crystal Growth ဂျာနယ်၊ 2002၊ 235(1):95-102။