Éischtens, d'Struktur an d'Eegeschafte vum SiC Kristall.
SiC ass eng binär Verbindung geformt vum Si Element a C Element am Verhältnis 1: 1, dat heescht 50% Silizium (Si) a 50% Kuelestoff (C), a seng Basisstrukturell Eenheet ass SI-C Tetrahedron.
Schematesch Diagramm vun der Siliziumkarbid-Tetraederstruktur
Zum Beispill, Si Atomer si grouss am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Apel, an C Atomer sinn kleng am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Orange, an eng gläich Zuel vun Orangen an Äppel sinn zesummegefaasst zu engem SiC Kristallsglas produzéiert.
SiC ass eng binär Verbindung, an där d'Si-Si Bindungsatomabstand 3,89 A ass, wéi kann een dës Ofstand verstoen?Am Moment huet déi excellent Lithographie Maschinn um Maart eng Lithographie Genauegkeet vun 3nm, dat ass eng Distanz vun 30A, an der Lithographie Genauegkeet ass 8 Mol déi vun der atomarer Distanz.
D'Si-Si Bindungsenergie ass 310 kJ / mol, also kënnt Dir verstoen datt d'Bindungsenergie d'Kraaft ass, déi dës zwee Atomer ausernee zitt, a wat méi grouss d'Bindungsenergie ass, wat méi grouss d'Kraaft ass, déi Dir braucht fir auserneen ze zéien.
Zum Beispill, Si Atomer si grouss am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Apel, an C Atomer sinn kleng am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Orange, an eng gläich Zuel vun Orangen an Äppel sinn zesummegefaasst zu engem SiC Kristallsglas produzéiert.
SiC ass eng binär Verbindung, an där d'Si-Si Bindungsatomabstand 3,89 A ass, wéi kann een dës Ofstand verstoen?Am Moment huet déi excellent Lithographie Maschinn um Maart eng Lithographie Genauegkeet vun 3nm, dat ass eng Distanz vun 30A, an der Lithographie Genauegkeet ass 8 Mol déi vun der atomarer Distanz.
D'Si-Si Bindungsenergie ass 310 kJ / mol, also kënnt Dir verstoen datt d'Bindungsenergie d'Kraaft ass, déi dës zwee Atomer ausernee zitt, a wat méi grouss d'Bindungsenergie ass, wat méi grouss d'Kraaft ass, déi Dir braucht fir auserneen ze zéien.
Schematesch Diagramm vun der Siliziumkarbid-Tetraederstruktur
Zum Beispill, Si Atomer si grouss am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Apel, an C Atomer sinn kleng am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Orange, an eng gläich Zuel vun Orangen an Äppel sinn zesummegefaasst zu engem SiC Kristallsglas produzéiert.
SiC ass eng binär Verbindung, an där d'Si-Si Bindungsatomabstand 3,89 A ass, wéi kann een dës Ofstand verstoen?Am Moment huet déi excellent Lithographie Maschinn um Maart eng Lithographie Genauegkeet vun 3nm, dat ass eng Distanz vun 30A, an der Lithographie Genauegkeet ass 8 Mol déi vun der atomarer Distanz.
D'Si-Si Bindungsenergie ass 310 kJ / mol, also kënnt Dir verstoen datt d'Bindungsenergie d'Kraaft ass, déi dës zwee Atomer ausernee zitt, a wat méi grouss d'Bindungsenergie ass, wat méi grouss d'Kraaft ass, déi Dir braucht fir auserneen ze zéien.
Zum Beispill, Si Atomer si grouss am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Apel, an C Atomer sinn kleng am Duerchmiesser, gläichwäerteg zu engem Orange, an eng gläich Zuel vun Orangen an Äppel sinn zesummegefaasst zu engem SiC Kristallsglas produzéiert.
SiC ass eng binär Verbindung, an där d'Si-Si Bindungsatomabstand 3,89 A ass, wéi kann een dës Ofstand verstoen?Am Moment huet déi excellent Lithographie Maschinn um Maart eng Lithographie Genauegkeet vun 3nm, dat ass eng Distanz vun 30A, an der Lithographie Genauegkeet ass 8 Mol déi vun der atomarer Distanz.
D'Si-Si Bindungsenergie ass 310 kJ / mol, also kënnt Dir verstoen datt d'Bindungsenergie d'Kraaft ass, déi dës zwee Atomer ausernee zitt, a wat méi grouss d'Bindungsenergie ass, wat méi grouss d'Kraaft ass, déi Dir braucht fir auserneen ze zéien.
Mir wëssen datt all Substanz aus Atomer besteet, an d'Struktur vun engem Kristall ass eng reegelméisseg Arrangement vun Atomer, wat eng laang Distanz Uerdnung genannt gëtt, wéi déi folgend.Déi klengst Kristallenheet gëtt eng Zell genannt, wann d'Zell eng kubesch Struktur ass, gëtt se eng zougepackte Kubik genannt, an d'Zelle ass eng sechseckeg Struktur, et gëtt eng enk gepackt sechseckeg genannt.
Gemeinsam SiC-Kristallarten enthalen 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, etc.. Hir Stacksequenz an der c-Achsrichtung gëtt an der Figur gewisen.
Ënnert hinnen ass d'Basis Stacking Sequenz vun 4H-SiC ABCB ... ;D'Basis Stacking Sequenz vun 6H-SiC ass ABCACB ... ;D'Basis Stacking Sequenz vun 15R-SiC ass ABCACBCABACABCB ... .
Dëst kann als Ziegel gesi ginn fir en Haus ze bauen, e puer vun den Haus Zillen hunn dräi Weeër fir se ze placéieren, e puer hu véier Weeër fir se ze placéieren, e puer hu sechs Weeër.
D'Basis Zellparameter vun dësen allgemenge SiC Kristalltypen ginn an der Tabell gewisen:
Wat bedeiten a, b, c a Winkelen?D'Struktur vun der klengster Eenheetszell an engem SiC Hallefleit ass wéi follegt beschriwwen:
Am Fall vun der selwechter Zell wäert d'Kristallstruktur och anescht sinn, dëst ass wéi mir d'Lotterie kafen, d'Gewënnernummer ass 1, 2, 3, Dir hutt 1, 2, 3 dräi Zuelen kaaft, awer wann d'Zuel zortéiert ass anescht, de Gewënner Montant ass anescht, sou d'Zuel an d'Uerdnung vun der selwechter Kristallsglas produzéiert, kann déi selwecht Kristallsglas produzéiert ginn.
Déi folgend Figur weist déi zwee typesch Stackingmodi, nëmmen den Ënnerscheed am Stackingmodus vun den ieweschten Atomer, d'Kristallstruktur ass anescht.
D'Kristallstruktur geformt vu SiC ass staark mat der Temperatur verbonnen.Ënner der Aktioun vun héijer Temperatur vun 1900 ~ 2000 ℃, wäert 3C-SiC lues a sechseckegen SiC polyform wéi 6H-SiC transforméieren wéinst senger schlechter struktureller Stabilitéit.Et ass genee wéinst der staarker Korrelatioun tëscht der Wahrscheinlechkeet vun der Bildung vu SiC Polymorphen an der Temperatur, an der Onstabilitéit vum 3C-SiC selwer, ass de Wuesstumsrate vun 3C-SiC schwéier ze verbesseren, an d'Virbereedung ass schwéier.De sechseckegen System vu 4H-SiC a 6H-SiC sinn déi heefegst a méi einfach ze preparéieren, a gi wäit studéiert wéinst hiren eegene Charakteristiken.
D'Bindungslängt vun der SI-C Bindung am SiC Kristall ass nëmmen 1,89A, awer d'Bindungsenergie ass sou héich wéi 4,53eV.Dofir ass den Energieniveau Spalt tëscht dem Bindungszoustand an dem Anti-Bindungszoustand ganz grouss, an e breet Bandspalt kann geformt ginn, wat e puer Mol dee vu Si a GaAs ass.Déi méi héich Bandspaltbreet bedeit datt d'Héichtemperatur-Kristallstruktur stabil ass.D'assoziéiert Kraaftelektronik kann d'Charakteristike vu stabiler Operatioun bei héijen Temperaturen a vereinfachter Wärmevergëftungsstruktur realiséieren.
Déi enk Bindung vun der Si-C Bindung mécht datt d'Gitter eng héich Schwéngungsfrequenz huet, dat heescht e Phonon mat héijer Energie, dat heescht datt de SiC Kristall eng héich gesättegt Elektronemobilitéit an thermesch Konduktivitéit huet, an déi verbonne Kraaftelektronesch Geräter hunn eng méi héich Schaltgeschwindegkeet an Zouverlässegkeet, wat de Risiko vum Apparat Iwwertemperaturfehler reduzéiert.Zousätzlech erlaabt déi méi héich Ofbaufeldkraaft vu SiC et méi héich Dopingkonzentratioune z'erreechen an eng méi niddereg On-Resistenz ze hunn.
Zweetens, d'Geschicht vun der SiC Kristallentwécklung
1905 huet den Dr Henri Moissan am Krater en natierleche SiC-Kristall entdeckt, deen hie fonnt huet wéi en Diamant ähnelt an en de Mosan-Diamant genannt huet.
Tatsächlech, esou fréi wéi 1885, krut den Acheson SiC andeems Koks mat Silica vermëscht an an engem elektreschen Uewen erhëtzt.Zu där Zäit hunn d'Leit et als eng Mëschung aus Diamanten ugesinn an et Emery genannt.
Am Joer 1892 huet den Acheson de Syntheseprozess verbessert, hien huet Quarzsand, Koks, eng kleng Quantitéit Holzchips an NaCl gemëscht an an engem elektresche Bogenofen op 2700 ℃ erhëtzt, an erfollegräich scaly SiC Kristalle kritt.Dës Method fir SiC Kristalle ze synthetiséieren ass bekannt als Acheson Method an ass ëmmer nach d'Mainstream Method fir SiC Schleifmëttel an der Industrie ze produzéieren.Wéinst der gerénger Rengheet vun syntheteschen Matière première a rau Synthese Prozess, Acheson Method produzéiert méi SiC Gëftstoffer, schlecht Kristallintegritéit a klenge Kristallsglas produzéiert Duerchmiesser, déi schwéier ass d'Ufuerderunge vun der semiconductor Industrie fir grouss-Gréisst, héich-Rengheet an héich ze treffen. -qualitativ Kristalle, a kënnen net benotzt ginn fir elektronesch Geräter ze fabrizéieren.
Lely vum Philips Laboratoire proposéiert eng nei Method fir SiC Eenkristallen ze wuessen am Joer 1955. An dëser Method gëtt d'Graphit-Krügel als Wuesstumsschëff benotzt, SiC-Puderkristall gëtt als Rohmaterial benotzt fir SiC-Kristall ze wuessen, a poröse Grafit gëtt benotzt fir ze isoléieren en huel Gebitt aus dem Zentrum vum wuessende Rohmaterial.Beim Wuesstum gëtt d'Graphit-Kraaft op 2500 ℃ ënner der Atmosphär vun Ar oder H2 erhëtzt, an de periphere SiC-Pulver gëtt subliméiert an a Si- a C-Dampphase-Substanzen ofgebaut, an de SiC-Kristall gëtt an der Mëtt huel Regioun nom Gas ugebaut. De Stroum gëtt duerch de poröse Grafit iwwerdroen.
Drëttens, SiC Kristallwachstumstechnologie
Den Eenkristallwachstum vu SiC ass schwéier wéinst sengen eegene Charakteristiken.Dëst ass haaptsächlech wéinst der Tatsaach datt et keng flësseg Phase mat engem stoichiometresche Verhältnis vu Si: C = 1: 1 bei Atmosphärendrock gëtt, an et kann net mat de méi reife Wuesstumsmethoden ugebaut ginn, déi vum aktuellen Mainstream Wuesstumsprozess vum Halbleiter benotzt ginn. Industrie - cZ Method, Falen Crucible Method an aner Methoden.Laut theoretescher Berechnung, nëmmen wann den Drock méi wéi 10E5atm ass an d'Temperatur méi héich wéi 3200 ℃ ass, kann de stoichiometresche Verhältnis vu Si: C = 1:1 Léisung kritt ginn.Fir dëse Problem ze iwwerwannen, hunn d'Wëssenschaftler onendlech Efforte gemaach fir verschidde Methoden ze proposéieren fir héich Kristallqualitéit, grouss Gréisst a bëlleg SiC Kristalle ze kréien.Am Moment sinn d'Haaptmethoden PVT Method, Flëssegphase Method an Héichtemperatur Dampchemesch Oflagerungsmethod.
Post Zäit: Jan-24-2024