Защо 3C-SiC се откроява сред многото полиморфи на SiC? - VeTek Semiconductor

Фонът наSiC

Силициев карбид (SiC)е важен прецизен полупроводников материал от висок клас. Благодарение на добрата си устойчивост на висока температура, устойчивост на корозия, устойчивост на износване, механични свойства при висока температура, устойчивост на окисление и други характеристики, той има широки перспективи за приложение във високотехнологични области като полупроводници, ядрена енергия, национална отбрана и космически технологии.

Досега повече от 200SiC кристални структуриса потвърдени, основните видове са хексагонален (2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC) и кубичен 3C-SiC. Сред тях структурните характеристики на равноосната структура на 3C-SiC определят, че този тип прах има по-добра естествена сферичност и характеристики на плътно подреждане от α-SiC, така че има по-добра производителност при прецизно смилане, керамични продукти и други области. Понастоящем различни причини са довели до неуспеха на отличното представяне на новите материали 3C-SiC за постигане на широкомащабни индустриални приложения.

Сред много SiC политипове, 3C-SiC е единственият кубичен политип, известен също като β-SiC. В тази кристална структура атомите Si и C съществуват в решетката в съотношение едно към едно и всеки атом е заобиколен от четири хетерогенни атома, образувайки тетраедрична структурна единица със силни ковалентни връзки. Структурната характеристика на 3C-SiC е, че двуатомните слоеве Si-C са многократно подредени в реда ABC-ABC-... и всяка единична клетка съдържа три такива двуатомни слоя, което се нарича C3 представяне; кристалната структура на 3C-SiC е показана на фигурата по-долу:

Понастоящем силиций (Si) е най-често използваният полупроводников материал за силови устройства. Въпреки това, поради производителността на Si, базираните на силиций захранващи устройства са ограничени. В сравнение с 4H-SiC и 6H-SiC, 3C-SiC има най-високата теоретична подвижност на електрони при стайна температура (1000 cm·V^-1·С^-1), и има повече предимства в приложенията на MOS устройства. В същото време 3C-SiC също има отлични свойства като високо пробивно напрежение, добра топлопроводимост, висока твърдост, широка ширина на лентата, устойчивост на висока температура и устойчивост на радиация. Следователно, той има голям потенциал в електрониката, оптоелектрониката, сензорите и приложенията при екстремни условия, като насърчава развитието и иновациите на свързани технологии и показва широк потенциал за приложение в много области:

Първо: Особено в среди с високо напрежение, висока честота и висока температура, високото пробивно напрежение и високата подвижност на електроните на 3C-SiC го правят идеален избор за производство на силови устройства като MOSFET. 

Второ: Приложението на 3C-SiC в наноелектрониката и микроелектромеханичните системи (MEMS) се възползва от неговата съвместимост със силициевата технология, което позволява производството на наномащабни структури като наноелектроника и наноелектромеханични устройства. 

Трето: Като широколентов полупроводников материал, 3C-SiC е подходящ за производството на сини светодиоди (LED). Приложението му в осветлението, технологията на дисплея и лазерите привлече вниманието поради високата си светлинна ефективност и лесното допиране [9]. Четвърто: В същото време 3C-SiC се използва за производство на позиционно-чувствителни детектори, особено позиционно-чувствителни детектори с лазерна точка, базирани на страничния фотоволтаичен ефект, които показват висока чувствителност при условия на нулево отклонение и са подходящи за прецизно позициониране.

Метод за получаване на 3C SiC хетероепитаксия

Основните методи за растеж на 3C-SiC хетероепитаксиален включват химическо отлагане на пари (CVD), сублимационна епитаксия (SE), епитаксия в течна фаза (LPE), епитаксия с молекулярни лъчи (MBE), магнетронно разпрашване и др. CVD е предпочитаният метод за 3C- SiC епитаксия поради неговата управляемост и адаптивност (като температура, газов поток, налягане в камерата и време за реакция, което може да оптимизира качеството на епитаксиалния слой).

Химично отлагане на пари (CVD): Съставен газ, съдържащ Si и C елементи, се пропуска в реакционната камера, нагрява се и се разлага при висока температура и след това Si атоми и C атоми се утаяват върху Si субстрата или 6H-SiC, 15R- SiC, 4H-SiC субстрат. Температурата на тази реакция обикновено е между 1300-1500 ℃. Често срещаните източници на Si са SiH4, TCS, MTS и т.н., а източниците на C са главно C2H4, C3H8 и т.н., а H2 се използва като газ-носител. 

Процесът на растеж включва главно следните стъпки: 

1. Реакционният източник на газовата фаза се транспортира в основния газов поток към зоната на отлагане. 

2. Реакцията на газовата фаза протича в граничния слой, за да се генерират тънки филмови прекурсори и странични продукти. 

3. Процесът на утаяване, адсорбция и крекинг на прекурсора. 

4. Адсорбираните атоми мигрират и се реконструират върху повърхността на субстрата. 

5. Адсорбираните атоми се зараждат и растат върху повърхността на субстрата. 

6. Масовият транспорт на отпадъчния газ след реакцията в зоната на главния газов поток и се извежда от реакционната камера. 

Чрез непрекъснат технологичен прогрес и задълбочено изследване на механизмите се очаква 3C-SiC хетероепитаксиалната технология да играе по-важна роля в полупроводниковата индустрия и да насърчи развитието на високоефективни електронни устройства. Например, бързият растеж на висококачествения дебел филм 3C-SiC е ключът към задоволяване на нуждите от високоволтови устройства. Необходими са по-нататъшни изследвания за преодоляване на баланса между скоростта на растеж и еднородността на материала; съчетано с приложението на 3C-SiC в хетерогенни структури като SiC/GaN, изследва потенциалните му приложения в нови устройства като силова електроника, оптоелектронна интеграция и квантова обработка на информация.

Vetek Semiconductor предоставя 3CSiC покритиевърху различни продукти, като графит с висока чистота и силициев карбид с висока чистота. С повече от 20 години опит в научноизследователската и развойна дейност, нашата компания избира високо съвпадащи материали, като напрАко получателят на Epi, SiC епитаксиален приемник, GaN върху Si епи-суцептор и др., които играят важна роля в процеса на производство на епитаксиален слой.

Ако имате запитвания или се нуждаете от допълнителни подробности, моля не се колебайте да се свържете с нас.

Моб/WhatsAPP: +86-180 6922 0752

Имейл: anny@veteksemi.com