Mengapa 3C-SIC menonjol di antara banyak polimorf SIC? - Vetek Semiconductor

Latar belakangSic

Silikon karbida (sic)adalah bahan semikonduktor presisi kelas atas yang penting. Karena resistensi suhu tinggi yang baik, resistensi korosi, ketahanan aus, sifat mekanik suhu tinggi, resistensi oksidasi dan karakteristik lainnya, ia memiliki prospek aplikasi yang luas di bidang berteknologi tinggi seperti semikonduktor, energi nuklir, pertahanan nasional dan teknologi ruang angkasa.

Sejauh ini, lebih dari 200Struktur kristal sictelah dikonfirmasi, tipe utamanya adalah heksagonal (2H-SIC, 4H-SIC, 6H-SIC) dan 3C-SIC kubik. Di antara mereka, karakteristik struktural ekuiax dari 3C-SIC menentukan bahwa jenis bubuk ini memiliki kebulatan alami yang lebih baik dan karakteristik susun yang padat daripada α-SIC, sehingga memiliki kinerja yang lebih baik dalam penggilingan presisi, produk keramik dan bidang lainnya. Saat ini, berbagai alasan telah menyebabkan kegagalan kinerja yang sangat baik dari bahan baru 3C-SIC untuk mencapai aplikasi industri skala besar.

Di antara banyak politype SiC, 3C-SIC adalah satu-satunya polytype kubik, juga dikenal sebagai β-SIC. Dalam struktur kristal ini, atom Si dan C ada di kisi dalam rasio satu-ke-satu, dan setiap atom dikelilingi oleh empat atom heterogen, membentuk unit struktural tetrahedral dengan ikatan kovalen yang kuat. Fitur struktural 3C-SIC adalah bahwa lapisan diatomik Si-C berulang kali diatur dalam urutan ABC-Abc-…, dan setiap sel unit berisi tiga lapisan diatomik tersebut, yang disebut representasi C3; Struktur kristal 3C-SIC ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Saat ini, silikon (SI) adalah bahan semikonduktor yang paling umum digunakan untuk perangkat daya. Namun, karena kinerja SI, perangkat daya berbasis silikon terbatas. Dibandingkan dengan 4H-SIC dan 6H-SIC, 3C-SIC memiliki mobilitas elektron teoritis suhu kamar tertinggi (1000 cm · v^-1·S^-1), dan memiliki lebih banyak keunggulan dalam aplikasi perangkat MOS. Pada saat yang sama, 3C-SIC juga memiliki sifat yang sangat baik seperti tegangan kerusakan tinggi, konduktivitas termal yang baik, kekerasan tinggi, celah pita lebar, resistansi suhu tinggi, dan resistensi radiasi. 

Oleh karena itu, ia memiliki potensi besar dalam elektronik, optoelektronika, sensor, dan aplikasi dalam kondisi ekstrem, mempromosikan pengembangan dan inovasi teknologi terkait, dan menunjukkan potensi aplikasi yang luas di banyak bidang:

Pertama: terutama dalam tegangan tinggi, frekuensi tinggi dan lingkungan suhu tinggi, tegangan kerusakan tinggi dan mobilitas elektron tinggi 3C-SIC menjadikannya pilihan yang ideal untuk perangkat daya manufaktur seperti MOSFET. 

Kedua: Penerapan 3C-SIC dalam nanoelektronika dan sistem mikroelektromekanis (MEMS) dari kompatibilitasnya dengan teknologi silikon, memungkinkan pembuatan struktur skala nano seperti nanoelektronika dan perangkat nanoelektromekanis. 

Ketiga: Sebagai bahan semikonduktor pita lebar, 3C-SIC cocok untuk pembuatan dioda pemancar cahaya biru (LED). Penerapannya dalam pencahayaan, teknologi tampilan dan laser telah menarik perhatian karena efisiensinya yang tinggi dan doping mudah [9].         Keempat: Pada saat yang sama, 3C-SIC digunakan untuk memproduksi detektor yang peka terhadap posisi, terutama detektor peka posisi titik laser berdasarkan efek fotovoltaik lateral, yang menunjukkan sensitivitas tinggi di bawah kondisi bias nol dan cocok untuk posisi presisi.

Metode persiapan heteroepitaxy 3c sic

The main growth methods of 3C-SiC heteroepitaxial include chemical vapor deposition (CVD), sublimation epitaxy (SE), liquid phase epitaxy (LPE), molecular beam epitaxy (MBE), magnetron sputtering, etc. CVD is the preferred method for 3C-SiC epitaxy due to its controllability and adaptability (such as temperature, gas flow, chamber pressure and reaction time, which can mengoptimalkan kualitas lapisan epitaxial).

Deposisi uap kimia (CVD): Gas senyawa yang mengandung unsur-unsur Si dan C diturunkan ke dalam ruang reaksi, dipanaskan dan terurai pada suhu tinggi, dan kemudian atom SI dan atom C diendapkan ke substrat Si, atau substrat SIC-SIC 6H-SIC, 15R-SIC, 4H-SIC. Suhu reaksi ini biasanya antara 1300-1500 ℃. Sumber SI umum adalah SIH4, TCS, MTS, dll., Dan sumber C terutama C2H4, C3H8, dll., Dan H2 digunakan sebagai gas pembawa. 

Proses pertumbuhan terutama mencakup langkah -langkah berikut: 

1. Sumber reaksi fase gas diangkut dalam aliran gas utama menuju zona deposisi. 

2. Reaksi fase gas terjadi pada lapisan batas untuk menghasilkan prekursor film tipis dan produk sampingan. 

3. Proses prekursor, adsorpsi, dan retak dari prekursor. 

4. Atom yang teradsorpsi bermigrasi dan merekonstruksi pada permukaan substrat. 

5. Atom -atom teradsorpsi nukleat dan tumbuh pada permukaan substrat. 

6. Pengangkutan massal gas limbah setelah reaksi ke zona aliran gas utama dan dikeluarkan dari ruang reaksi. 

Melalui kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan penelitian mekanisme mendalam, teknologi heteroepitaxial 3C-SIC diharapkan memainkan peran yang lebih penting dalam industri semikonduktor dan mempromosikan pengembangan perangkat elektronik efisiensi tinggi. Misalnya, pertumbuhan cepat film tebal berkualitas tinggi 3C-SIC adalah kunci untuk memenuhi kebutuhan perangkat tegangan tinggi. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengatasi keseimbangan antara tingkat pertumbuhan dan keseragaman material; Dikombinasikan dengan penerapan 3C-SIC dalam struktur heterogen seperti SIC/GAN, mengeksplorasi aplikasi potensial dalam perangkat baru seperti elektronik daya, integrasi optoelektronik dan pemrosesan informasi kuantum.

Deals Semiconductor menyediakan 3CLapisan sicPada produk yang berbeda, seperti grafit kemurnian tinggi dan silikon karbida dengan kemurnian tinggi. Dengan lebih dari 20 tahun pengalaman R&D, perusahaan kami memilih bahan yang sangat cocok, sepertiJika penerima EPI, Dengan demikian pengurus epitaxial, GAN pada rentetan SI Epi, dll., Yang memainkan peran penting dalam proses produksi lapisan epitaxial.

Jika Anda memiliki pertanyaan atau memerlukan detail tambahan, jangan ragu untuk menghubungi kami.

Mob/whatsapp: +86-180 6922 0752

Email: anny@veteksemi.com