¿Por qué se destaca 3C-SIC entre muchos polimorfos SIC? - Semiconductor Vetek

El fondo deSic

Carburo de silicio (sic)es un importante material semiconductor de precisión de alta gama. Debido a su buena resistencia a la temperatura, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, propiedades mecánicas de alta temperatura, resistencia a la oxidación y otras características, tiene amplias perspectivas de aplicación en campos de alta tecnología como semiconductores, energía nuclear, defensa nacional y tecnología espacial.

Hasta ahora, más de 200Estructuras de cristal sichan sido confirmados, los tipos principales son hexagonales (2H-SIC, 4H-SIC, 6H-SIC) y Cúbico 3C-SIC. Entre ellas, las características estructurales equiaxadas de 3C-SIC determinan que este tipo de polvo tiene una mejor esférica natural y características de apilamiento denso que α-SIC, por lo que tiene un mejor rendimiento en la molienda de precisión, productos cerámicos y otros campos. En la actualidad, varias razones han llevado a la falla del excelente rendimiento de los nuevos materiales 3C-SIC para lograr aplicaciones industriales a gran escala.

Entre muchos politis SIC, 3C-SIC es el único politipo cúbico, también conocido como β-SIC. En esta estructura cristalina, los átomos de Si y C existen en la red en una relación uno a uno, y cada átomo está rodeado por cuatro átomos heterogéneos, formando una unidad estructural tetraédrica con fuertes enlaces covalentes. La característica estructural de 3C-SIC es que las capas diatómicas SI-C están dispuestas repetidamente en el orden de ABC-ABC- ..., y cada celda unitaria contiene tres de esas capas diatómicas, que se llama representación C3; La estructura cristalina de 3C-SIC se muestra en la figura a continuación:

Actualmente, Silicon (SI) es el material semiconductor más utilizado para dispositivos de potencia. Sin embargo, debido al rendimiento de SI, los dispositivos de potencia basados ​​en silicio son limitados. En comparación con 4H-SIC y 6H-SIC, 3C-SIC tiene la mayor movilidad teórica de electrones teóricos de temperatura ambiente (1000 cm · V^-1·S^-1), y tiene más ventajas en aplicaciones de dispositivos MOS. Al mismo tiempo, 3C-SIC también tiene excelentes propiedades, como un alto voltaje de descomposición, buena conductividad térmica, alta dureza, banda de banda ancha, alta resistencia a la temperatura y resistencia a la radiación. 

Por lo tanto, tiene un gran potencial en electrónica, optoelectrónica, sensores y aplicaciones en condiciones extremas, promoviendo el desarrollo e innovación de tecnologías relacionadas y mostrando un amplio potencial de aplicación en muchos campos:

Primero: especialmente en entornos de alto voltaje, alta frecuencia y alta temperatura, el alto voltaje de descomposición y la alta movilidad de electrones de 3C-SIC lo convierten en una opción ideal para fabricar dispositivos de potencia como MOSFET. 

Segundo: la aplicación de 3C-SIC en nanoelectrónica y sistemas microelectromecánicos (MEMS) se beneficia de su compatibilidad con la tecnología de silicio, lo que permite la fabricación de estructuras a nanoescala como nanoelectrónica y dispositivos nanoelectromecánicos. 

Tercero: como material semiconductor de banda ancha, 3C-SIC es adecuado para la fabricación de diodos azules (LED) emisores de luz azules. Su aplicación en iluminación, tecnología de visualización y láser ha atraído la atención debido a su alta eficiencia luminosa y su fácil dopaje [9].         Cuarto: al mismo tiempo, 3C-SIC se usa para fabricar detectores sensibles a la posición, especialmente detectores sensibles a la posición del punto láser basados ​​en el efecto fotovoltaico lateral, que muestran una alta sensibilidad en condiciones de sesgo cero y son adecuados para el posicionamiento de precisión.

Método de preparación de la heteroepitaxia 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 Optimizar la calidad de la capa epitaxial).

Deposición de vapor químico (CVD): un gas compuesto que contiene elementos SI y C se pasa a la cámara de reacción, se calienta y se descompone a alta temperatura, y luego los átomos de SI y los átomos C se precipitan al sustrato de SI, o un sustrato de 6H-SIC, 15R-SIC, 4H-SIC. La temperatura de esta reacción suele ser entre 1300-1500 ℃. Las fuentes de SI comunes son SIH4, TCS, MTS, etc., y las fuentes C son principalmente C2H4, C3H8, etc., y H2 se usa como gas portador. 

El proceso de crecimiento incluye principalmente los siguientes pasos: 

1. La fuente de reacción de fase gaseosa se transporta en el flujo de gas principal hacia la zona de deposición. 

2. La reacción de la fase gaseosa ocurre en la capa límite para generar precursores de películas delgadas y subproductos. 

3. El proceso de precipitación, adsorción y agrietamiento del precursor. 

4. Los átomos adsorbidos migran y reconstruyen en la superficie del sustrato. 

5. Los átomos adsorbidos se nuclean y crecen en la superficie del sustrato. 

6. El transporte masivo del gas residual después de la reacción a la zona de flujo de gas principal y se saca de la cámara de reacción. 

A través del progreso tecnológico continuo y la investigación en profundidad del mecanismo, se espera que la tecnología heteroepitaxial 3C-SIC desempeñe un papel más importante en la industria de los semiconductores y promueva el desarrollo de dispositivos electrónicos de alta eficiencia. Por ejemplo, el rápido crecimiento de la película gruesa de alta calidad 3C-SIC es la clave para satisfacer las necesidades de los dispositivos de alto voltaje. Se necesita más investigación para superar el equilibrio entre la tasa de crecimiento y la uniformidad material; Combinado con la aplicación de 3C-SIC en estructuras heterogéneas como SIC/GaN, explore sus aplicaciones potenciales en nuevos dispositivos como la electrónica de energía, la integración optoelectrónica y el procesamiento de información cuántica.

Deals Semiconductor proporciona 3CRecubrimiento sicen diferentes productos, como grafito de alta pureza y carburo de silicio de alta pureza. Con más de 20 años de experiencia en I + D, nuestra compañía selecciona materiales altamente coincidentes, comoSi el receptor EPI, Así epitaxial Undertaker, GaN en SI EPI susceptor, etc., que juegan un papel importante en el proceso de producción de la capa epitaxial.

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