2024-10-16
Latar belakangSiC
Silikon karbida (SiC)ialah bahan semikonduktor berketepatan tinggi yang penting. Oleh kerana rintangan suhu tinggi yang baik, rintangan kakisan, rintangan haus, sifat mekanikal suhu tinggi, rintangan pengoksidaan dan ciri-ciri lain, ia mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam bidang berteknologi tinggi seperti semikonduktor, tenaga nuklear, pertahanan negara dan teknologi angkasa.
Setakat ini, lebih daripada 200Struktur kristal SiCtelah disahkan, jenis utama ialah heksagon (2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC) dan padu 3C-SiC. Antaranya, ciri-ciri struktur equiaxed 3C-SiC menentukan bahawa serbuk jenis ini mempunyai sfera semula jadi yang lebih baik dan ciri susun padat daripada α-SiC, jadi ia mempunyai prestasi yang lebih baik dalam pengisaran ketepatan, produk seramik dan bidang lain. Pada masa ini, pelbagai sebab telah menyebabkan kegagalan prestasi cemerlang bahan baharu 3C-SiC untuk mencapai aplikasi perindustrian berskala besar.
Di antara banyak politaip SiC, 3C-SiC ialah satu-satunya politaip padu, juga dikenali sebagai β-SiC. Dalam struktur kristal ini, atom Si dan C wujud dalam kekisi dalam nisbah satu dengan satu, dan setiap atom dikelilingi oleh empat atom heterogen, membentuk unit struktur tetrahedral dengan ikatan kovalen yang kuat. Ciri struktur 3C-SiC ialah lapisan diatomik Si-C berulang kali disusun dalam susunan ABC-ABC-…, dan setiap sel unit mengandungi tiga lapisan diatomik sedemikian, yang dipanggil perwakilan C3; struktur hablur 3C-SiC ditunjukkan dalam rajah di bawah:
Pada masa ini, silikon (Si) adalah bahan semikonduktor yang paling biasa digunakan untuk peranti kuasa. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh prestasi Si, peranti kuasa berasaskan silikon adalah terhad. Berbanding dengan 4H-SiC dan 6H-SiC, 3C-SiC mempunyai mobiliti elektron teori suhu bilik tertinggi (1000 cm·V-1·S-1), dan mempunyai lebih banyak kelebihan dalam aplikasi peranti MOS. Pada masa yang sama, 3C-SiC juga mempunyai sifat yang sangat baik seperti voltan pecahan tinggi, kekonduksian terma yang baik, kekerasan tinggi, jurang jalur lebar, rintangan suhu tinggi dan rintangan sinaran. Oleh itu, ia mempunyai potensi besar dalam elektronik, optoelektronik, penderia dan aplikasi dalam keadaan yang melampau, menggalakkan pembangunan dan inovasi teknologi berkaitan, dan menunjukkan potensi aplikasi yang luas dalam banyak bidang:
Pertama: Terutama dalam persekitaran voltan tinggi, frekuensi tinggi dan suhu tinggi, voltan pecahan tinggi dan mobiliti elektron tinggi 3C-SiC menjadikannya pilihan ideal untuk mengeluarkan peranti kuasa seperti MOSFET.
Kedua: Aplikasi 3C-SiC dalam sistem nanoelektronik dan mikroelektromekanikal (MEMS) mendapat manfaat daripada keserasiannya dengan teknologi silikon, membolehkan pembuatan struktur skala nano seperti nanoelektronik dan peranti nanoelektromekanikal.
Ketiga: Sebagai bahan semikonduktor celah jalur lebar, 3C-SiC sesuai untuk pembuatan diod pemancar cahaya biru (LED). Aplikasinya dalam pencahayaan, teknologi paparan dan laser telah menarik perhatian kerana kecekapan bercahaya yang tinggi dan doping yang mudah[9]. Keempat: Pada masa yang sama, 3C-SiC digunakan untuk mengeluarkan pengesan sensitif kedudukan, terutamanya pengesan sensitif kedudukan titik laser berdasarkan kesan fotovoltaik sisi, yang menunjukkan kepekaan tinggi di bawah keadaan pincang sifar dan sesuai untuk kedudukan ketepatan.
Kaedah penyediaan heteroepitaksi 3C SiC
Kaedah pertumbuhan utama heteroepitaxial 3C-SiC termasuk pemendapan wap kimia (CVD), epitaksi sublimasi (SE), epitaksi fasa cecair (LPE), epitaksi rasuk molekul (MBE), percikan magnetron, dll. CVD ialah kaedah pilihan untuk 3C- Epitaksi SiC kerana kebolehkawalan dan kebolehsuaiannya (seperti suhu, aliran gas, tekanan ruang dan masa tindak balas, yang boleh mengoptimumkan kualiti lapisan epitaxial).
Pemendapan wap kimia (CVD): Gas sebatian yang mengandungi unsur Si dan C disalurkan ke dalam ruang tindak balas, dipanaskan dan terurai pada suhu tinggi, dan kemudian atom Si dan atom C dimendakkan ke substrat Si, atau 6H-SiC, 15R- Substrat SiC, 4H-SiC. Suhu tindak balas ini biasanya antara 1300-1500 ℃. Sumber Si biasa ialah SiH4, TCS, MTS, dsb., dan sumber C terutamanya C2H4, C3H8, dsb., dan H2 digunakan sebagai gas pembawa.
Proses pertumbuhan terutamanya merangkumi langkah-langkah berikut:
1. Sumber tindak balas fasa gas diangkut dalam aliran gas utama ke arah zon pemendapan.
2. Tindak balas fasa gas berlaku dalam lapisan sempadan untuk menghasilkan prekursor filem nipis dan hasil sampingan.
3. Proses pemendakan, penjerapan dan keretakan prekursor.
4. Atom terjerap berhijrah dan membina semula pada permukaan substrat.
5. Atom terjerap menukleus dan tumbuh pada permukaan substrat.
6. Pengangkutan jisim gas buangan selepas tindak balas ke dalam zon aliran gas utama dan dibawa keluar dari kebuk tindak balas.
Melalui kemajuan teknologi yang berterusan dan penyelidikan mekanisme yang mendalam, teknologi heteroepitaxial 3C-SiC dijangka memainkan peranan yang lebih penting dalam industri semikonduktor dan menggalakkan pembangunan peranti elektronik berkecekapan tinggi. Sebagai contoh, pertumbuhan pesat filem tebal berkualiti tinggi 3C-SiC adalah kunci untuk memenuhi keperluan peranti voltan tinggi. Kajian lanjut diperlukan untuk mengatasi keseimbangan antara kadar pertumbuhan dan keseragaman bahan; digabungkan dengan aplikasi 3C-SiC dalam struktur heterogen seperti SiC/GaN, meneroka potensi aplikasinya dalam peranti baharu seperti elektronik kuasa, integrasi optoelektronik dan pemprosesan maklumat kuantum.
Vetek Semiconductor menyediakan 3CSalutan SiCpada produk yang berbeza, seperti grafit ketulenan tinggi dan karbida silikon ketulenan tinggi. Dengan lebih daripada 20 tahun pengalaman R&D, syarikat kami memilih bahan yang sangat sepadan, sepertiJika penerima Epi, Penerima epitaxial SiC, GaN pada susceptor Si epi, dsb., yang memainkan peranan penting dalam proses pengeluaran lapisan epitaxial.
Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan atau memerlukan butiran tambahan, sila jangan teragak-agak untuk menghubungi kami.
Mob/WhatsAPP: +86-180 6922 0752
E-mel: anny@veteksemi.com