Беренчедән, SiC кристаллының структурасы һәм үзлекләре.
SiC - Si элементы һәм C элементы 1: 1 нисбәтендә формалашкан икеләтә кушылма, ягъни 50% кремний (Si) һәм 50% углерод (C), һәм аның төп структур берәмлеге SI-C тетрадроны.
Кремний карбид тетрадрон структурасының схематик схемасы
Мәсәлән, Si атомнары диаметры зур, алмага тиң, һәм C атомнары диаметры кечкенә, кызгылт сарыга тиң, һәм тигез санлы апельсиннар һәм алмалар бергә җыелып SiC кристаллын ясыйлар.
SiC - икеләтә кушылма, анда Si-Si бәйләнеш атом аралыгы 3,89 А, бу араны ничек аңларга? Хәзерге вакытта базардагы иң яхшы литографик машина 3нм литографик төгәллеккә ия, бу 30А дистанция, һәм литографик төгәллек атом дистанциясеннән 8 тапкыр күбрәк.
Si-Si бәйләнеш энергиясе 310 kJ / мол, шуңа күрә сез аңлый аласыз, бәйләнеш энергиясе - бу ике атомны аера торган көч, һәм бәйләнеш энергиясе никадәр зур булса, сез аерырга тиеш көч шулкадәр зур.
Мәсәлән, Si атомнары диаметры зур, алмага тиң, һәм C атомнары диаметры кечкенә, кызгылт сарыга тиң, һәм тигез санлы апельсиннар һәм алмалар бергә җыелып SiC кристаллын ясыйлар.
SiC - икеләтә кушылма, анда Si-Si бәйләнеш атом аралыгы 3,89 А, бу араны ничек аңларга? Хәзерге вакытта базардагы иң яхшы литографик машина 3нм литографик төгәллеккә ия, бу 30А дистанция, һәм литографик төгәллек атом дистанциясеннән 8 тапкыр күбрәк.
Si-Si бәйләнеш энергиясе 310 kJ / мол, шуңа күрә сез аңлый аласыз, бәйләнеш энергиясе - бу ике атомны аера торган көч, һәм бәйләнеш энергиясе никадәр зур булса, сез аерырга тиеш көч шулкадәр зур.
Кремний карбид тетрадрон структурасының схематик схемасы
Мәсәлән, Si атомнары диаметры зур, алмага тиң, һәм C атомнары диаметры кечкенә, кызгылт сарыга тиң, һәм тигез санлы апельсиннар һәм алмалар бергә җыелып SiC кристаллын ясыйлар.
SiC - икеләтә кушылма, анда Si-Si бәйләнеш атом аралыгы 3,89 А, бу араны ничек аңларга? Хәзерге вакытта базардагы иң яхшы литографик машина 3нм литографик төгәллеккә ия, бу 30А дистанция, һәм литографик төгәллек атом дистанциясеннән 8 тапкыр күбрәк.
Si-Si бәйләнеш энергиясе 310 kJ / мол, шуңа күрә сез аңлый аласыз, бәйләнеш энергиясе - бу ике атомны аера торган көч, һәм бәйләнеш энергиясе никадәр зур булса, сез аерырга тиеш көч шулкадәр зур.
Мәсәлән, Si атомнары диаметры зур, алмага тиң, һәм C атомнары диаметры кечкенә, кызгылт сарыга тиң, һәм тигез санлы апельсиннар һәм алмалар бергә җыелып SiC кристаллын ясыйлар.
SiC - икеләтә кушылма, анда Si-Si бәйләнеш атом аралыгы 3,89 А, бу араны ничек аңларга? Хәзерге вакытта базардагы иң яхшы литографик машина 3нм литографик төгәллеккә ия, бу 30А дистанция, һәм литографик төгәллек атом дистанциясеннән 8 тапкыр күбрәк.
Si-Si бәйләнеш энергиясе 310 kJ / мол, шуңа күрә сез аңлый аласыз, бәйләнеш энергиясе - бу ике атомны аера торган көч, һәм бәйләнеш энергиясе никадәр зур булса, сез аерырга тиеш көч шулкадәр зур.
Без беләбез, һәрбер матдә атомнардан тора, һәм кристалл структурасы - атомнарның регуляр тәртибе, ул түбәндәге кебек озын диапазон дип атала. Иң кечкенә кристалл берәмлек күзәнәк дип атала, әгәр күзәнәк куб структурасы булса, ул якын пакетлы куб дип атала, һәм күзәнәк алты почмаклы структура, ул тыгыз алты почмаклы дип атала.
Гомуми SiC кристалл төрләренә 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC һ.б. керә. Аларның c күчәре юнәлешендә урнашу эзлеклелеге рәсемдә күрсәтелгән.
Алар арасында 4H-SiC төп стакинг эзлеклелеге ABCB ...; 6H-SiC төп стакинг эзлеклелеге ABCACB ...; 15R-SiC төп туплау эзлеклелеге ABCACBCABACABCB ....
Моны йорт төзү өчен кирпеч итеп күрергә мөмкин, кайбер кирпечләрне урнаштыруның өч ысулы бар, кемнеңдер урнаштыруның дүрт ысулы, кайберләренең алты ысулы бар.
Бу уртак SiC кристалл төрләренең төп күзәнәк параметрлары таблицада күрсәтелгән:
А, б, с һәм почмаклар нәрсәне аңлата? SiC ярымүткәргечтә иң кечкенә берәмлек күзәнәге структурасы түбәндәгечә сурәтләнә:
Бер үк күзәнәк булган очракта, кристалл структурасы да төрле булыр, бу без лотерея сатып алган кебек, җиңүче номер 1, 2, 3, сез 1, 2, 3 өч номер сатып алдыгыз, ләкин сан сортланса. төрлечә, җиңү күләме төрле, шуңа күрә бер үк кристаллның саны һәм тәртибе бер үк кристалл дип аталырга мөмкин.
Түбәндәге рәсемдә ике типик төрләү режимы күрсәтелә, өске атомнарның төрү режимындагы аерма гына, кристалл структурасы башка.
SiC формалашкан кристалл структурасы температура белән нык бәйләнгән. 1900 ~ 2000 of югары температура тәэсирендә 3C-SiC структур тотрыклылыгы начар булганга 6H-SiC кебек алты почмаклы SiC полиформасына әвереләчәк. SiC полиморфлары һәм температурасы формалашу ихтималы, һәм 3C-SiC тотрыксызлыгы арасындагы нык бәйләнеш аркасында, 3C-SiC үсеш темпын яхшырту авыр, һәм әзерлек авыр. 4H-SiC һәм 6H-SiC алты почмаклы система иң киң таралган һәм әзерләү җиңел, һәм үзенчәлекләре аркасында киң өйрәнелә.
SiC кристаллындагы SI-C бәйләнешенең озынлыгы 1,89A, ләкин бәйләүче энергия 4.53eV кадәр югары. Шуңа күрә, бәйләү дәүләте белән анти-бәйләнеш торышы арасында энергия дәрәҗәсе аермасы бик зур, һәм киң диапазон аермасы барлыкка килергә мөмкин, бу Si һәм GaAsныкыннан берничә тапкыр күбрәк. Bandгары тасма аермасы киңлеге югары температуралы кристалл структурасы тотрыклы дигән сүз. Бәйләнешле электроника югары температурада тотрыклы эшнең характеристикаларын һәм гадиләштерелгән җылылык тарату структурасын аңлый ала.
Si-C бәйләнешенең тыгыз бәйләнеше тактаны югары тибрәнү ешлыгына, ягъни югары энергия фонына китерә, димәк, SiC кристаллының туенган электрон хәрәкәте һәм җылылык үткәрүчәнлеге бар, һәм электрон электр җайланмалары а. югарырак күчү тизлеге һәм ышанычлылыгы, бу җайланманың артык температурасы эшләмәү куркынычын киметә. Моннан тыш, SiC-ның югары ватылу кыры көче аңа югары допинг концентрациясенә ирешергә һәм түбән каршылыкка ия булырга мөмкинлек бирә.
Икенчедән, SiC кристалл үсеше тарихы
1905-нче елда доктор Генри Мойсан кратерда табигый SiC кристаллын тапты, ул бриллиантка охшаган һәм аны Мосан бриллиант дип атаган.
Чынлыкта, 1885 елда ук Ачесон кокны кремний белән кушып һәм аны электр мичендә җылытып SiC алган. Ул вакытта кешеләр аны бриллиант катнашмасы дип ялгыштылар һәм аны эмерия дип атадылар.
1892-нче елда Ахесон синтез процессын яхшыртты, ул кварц комын, коксны, аз күләмдә агач фишкаларын һәм NaCl-ны кушты, һәм аны электр дугасында мичтә 2700 to кадәр җылытты, һәм SiC кристалларын уңышлы алды. SiC кристалларын синтезлауның бу ысулы Acheson ысулы буларак билгеле һәм сәнәгатьтә SiC абразивларын җитештерүнең төп ысулы булып кала. Синтетик чималның түбән чисталыгы һәм тупас синтез процессы аркасында, Acheson ысулы күбрәк SiC пычраклары, начар кристалл бөтенлеге һәм кечкенә кристалл диаметры җитештерә, бу ярымүткәргеч сәнәгатенең зурлыгы, югары чисталыгы һәм югары таләпләрен канәгатьләндерү кыен. - квалификация кристаллары, һәм электрон җайланмалар җитештерү өчен кулланылмый.
Lely of Philips лабораториясе 1955-нче елда SiC бер кристаллларын үстерүнең яңа ысулын тәкъдим итте. Бу ысулда графит кристалл үсеш корабы буларак кулланыла, SiC порошок кристалллары SiC кристаллын үстерү өчен чимал буларак кулланыла, һәм изоляцияләнгән күзәнәк графит кулланыла. үсә торган чимал үзәгеннән буш урын. Growingскәч, графит Ar яки H2 атмосферасында 2500 to кадәр җылытыла, һәм периферик SiC порошогы сублимацияләнә һәм Si һәм C пар фазасы матдәләренә таркала, һәм SiC кристалллары газдан соң урта буш төбәктә үсә. агым күзәнәк графит аша бирелә.
Өченчедән, SiC кристалл үсеш технологиясе
SiC-ның бер кристалл үсеше үзенчәлеге аркасында авыр. Бу, нигездә, атмосфера басымында Si: C = 1: 1 стохиометрик катнашлыгында сыек фазаның булмавы белән бәйле, һәм аны ярымүткәргечнең хәзерге төп үсеш процессы кулланган җитлеккән үсеш ысуллары белән үстереп булмый. промышленность - cZ методы, төшү ысулы һәм башка ысуллар. Теоретик исәпләү буенча, басым 10E5atm-тан зуррак булганда һәм температура 3200 than-тан югарырак булганда, Si: C = 1: 1 эремәсенең стохиометрик нисбәтен алырга мөмкин. Бу проблеманы җиңәр өчен, галимнәр югары кристалл сыйфатын, зур күләмле һәм арзан SiC кристалларын алу өчен төрле ысуллар тәкъдим итү өчен туктаусыз тырышлыклар куйдылар. Хәзерге вакытта төп ысуллар - ПВТ ысулы, сыек фаза ысулы һәм югары температуралы пар парлы химик чүпләү ысулы.
Пост вакыты: 24-2024 гыйнвар