Кремний карбидінің кристалды өсуі дегеніміз не?

СИК-ке жақындау | Кремний карбидінің кристалды өсу принципі

Табиғатта кристалдар барлық жерде, және оларды тарату және қолдану өте ауқымды. Әр түрлі кристалдарда әртүрлі құрылымдар, қасиеттері және дайындық әдістері бар. Бірақ олардың ортақ ерекшелігі, кристаллдағы атомдар үнемі реттеледі, содан кейін белгілі бір құрылымы бар тор үш өлшемді кеңістікте периодтық жинақтау арқылы қалыптасады. Сондықтан кристалды материалдардың пайда болуы әдетте тұрақты геометриялық пішінді ұсынады.

Кремний карбидінің жалғыз кристалды субстрат материалдары (бұдан әрі - СИК субстраты деп аталады) сонымен қатар кристалды материалдардың бір түрі болып табылады. Ол кең жолақөткізгіш материалға жатады және жоғары кернеуге төзімділігі, жоғары температураға төзімділігі, жоғары жиілігі, төмен шығын және т.б., жоғары қуатты электронды құрылғылар мен микротолқынды RF құрылғыларының негізгі материалдары.

SIC-тің кристалды құрылымы

СИК - бұл 1: 1 стелонометриялық арақатынаста көміртегі мен кремнийден тұратын IV-IV құрама жартылай өткізгіш материалы, ал оның қаттылығы тек алмаздан екінші.

Көміртекті және кремний атомдарында 4 валенттік электрон бар, олар 4 ковалентті байланыс құра алады. SIC Crystal, SIC TETRAHEDRON негізгі құрылымдық блогы, кремний мен көміртек атомдары арасындағы тетраэдрлік байланыстардан туындады. Силикон мен көміртегі атомдарының үйлестіру нөмірі - 4, I.E.

Кристалды материал ретінде SIC субстраты сонымен қатар атомдық қабаттарды периодтық түрде жинауға тән. SI-C диатомдық қабаттары [0001] бағыты бойынша орналастырылған. Жалпы политипеске 2 сағат, 3C-SIC, 4CIC, 4H-SIC, 6H-SIC, 15R-SIC, 15r-SIC және т.б. кіреді, олардың ішінде «ABCB» реті 4-ші политытек деп аталады. ӘЖК-нің әртүрлі политыптарында бірдей химиялық құрамы бар, бірақ олардың физикалық қасиеттері, әсіресе жолақ ені, тасымалдаушы ұтқырлығы және басқа да сипаттамалары мүлдем басқаша. Және 4-ші политытектің қасиеттері жартылай өткізгіш қосымшаларға қолайлы.

2H-SIC

4H-sic

6H-SIC

Температура мен қысым сияқты өсу көрсеткіштері өсу процесінде 4H-SIC тұрақтылығына айтарлықтай әсер етеді. Сондықтан, жоғары сапалы және біркелкілікпен жалғыз кристалды материалдарды алу үшін, өсу температурасы, өсу қысымы және өсу қарқыны сияқты параметрлер дайындалуы керек.

SIC дайындау әдісі: физикалық бу көлігі әдісі (PVT)

Қазіргі уақытта кремний карбидін дайындау әдістері - бұл физикалық бу көлігі әдісі (PVT), жоғары температуралы химиялық бумен тұндыру әдісі (HTCVD), сұйық фазалық әдіс (LPE). Және ПВТ - бұл өндірістік масса өндірісіне жарамды негізгі әдіс.

(a) SIC BOULS және PVT өсу әдісінің эскизі және 

(b) Морфология және кристалды өсу интерфейсі мен шарттар туралы үлкен мәліметтерді бейнелеу үшін PVT өсуін бейнелеу

ПВТ өсуі кезінде SIC дән кристалы, ал бастапқы материал (SIC ұнтағы) төменгі жағында орналасқан. Жабық ортада температурасы жоғары және төмен қысымды, SIC ұнтағы сублиматтар, содан кейін температура градиенті мен концентрациясының әсерінен тұқымға жақын кеңістікке жоғары тасымалданады. Бұл супертингтік мемлекетке жеткеннен кейін ол қайта шығарылады. Осы әдіс арқылы SIC Crystal мөлшері мен политыкын бақылауға болады.

Алайда, ПВТ әдісі бүкіл өсу процесінде тиісті өсу жағдайын жүргізуді қажет етеді, әйтпесе ол тордың бұзылуына әкеледі және қажетсіз ақаулар пайда болады. Сонымен қатар, SIC Crystal өсуі мониторингтің шектеулі әдістері мен көптеген айнымалылары бар жабық кеңістікте аяқталды, осылайша процесті бақылау қиын.

Біртекті кристалды өсірудің негізгі тетігі: Қадам ағынының өсуі

PVT әдісімен SIC Crystal өсіру процесінде біртектілік ағынның өсуі біртұтас кристалдарды қалыптастырудың негізгі механизмі болып саналады. Буланған SI және C атомдары кристалл бетіне атомдармен бірге, олар нуклецке және өседі, сондықтан олар әр қадам қатар жүреді, сондықтан әр қадам қатар жүреді. Өсу бетіне әр қадамның арасында ені адсорбцияланған атомдардың диффузиялық ақысыз жолынан әлдеқайда көп болған кезде, адсорбцияланған атомдар саны аггломерациялауы және екі өлшемді аралды қалыптастырады, бұл екі өлшемді аралды жоя алады, нәтижесінде 4 сағат орнына басқа политириспен пайда болады. Осылайша, технологиялық параметрлерді реттеу өсіп келе жатқан политиритті қалыптастырудың алдын алу және 4 жылдық бір кристалды құрылымды алу мақсатына жету үшін, жоғары сапалы кристалдарды алу мақсатына жету үшін өсу бетіндегі құрылымды бақылауға бағытталған.

SIC біртұтас кристалына арналған қадамның өсуі

Хрустальдың өсуі - бұл жоғары сапалы SIC субстратын дайындаудың алғашқы қадамы. Пайдаланар алдында, 4 сағат SIC INGOT кесу, кесу, бұралу, жылтырату, тазарту және тексеру сияқты бірқатар процестерден өтуі керек. Қатты, бірақ сынғыш материал ретінде, SIC бір кристалл да вакс-қадамдарға қойылатын жоғары техникалық талаптарға ие. Әр процессте пайда болған кез-келген зақым белгілі бір тұқым қуалаушылыққа ие болуы мүмкін, келесі процеске аударыңыз және өнімнің сапасына әсер етуі мүмкін. Сондықтан SIC субстратының тиімді вафли технологиясы саланың назарын аударады.