Pourquoi le 3C-SIC se distingue-t-il parmi de nombreux polymorphes SIC? - Semi-conducteur Vetek

Le fond deSic

Carbure de silicium (sic)est un important matériau semi-conducteur de précision haut de gamme. En raison de sa bonne résistance à la température, de sa résistance à la corrosion, de sa résistance à l'usure, de ses propriétés mécaniques à haute température, de sa résistance à l'oxydation et d'autres caractéristiques, il a de larges perspectives d'application dans des champs de haute technologie tels que les semi-conducteurs, l'énergie nucléaire, la défense nationale et la technologie spatiale.

Jusqu'à présent, plus de 200Structures cristallines SICont été confirmés, les principaux types sont les hexagonaux (2H-SIC, 4H-SIC, 6H-SIC) et le 3C-SIC cube. Parmi eux, les caractéristiques structurelles équiaxes du 3C-SIC déterminent que ce type de poudre a une meilleure sphéricité naturelle et des caractéristiques d'empilement denses que α-SIC, il a donc de meilleures performances dans le broyage de précision, les produits en céramique et d'autres champs. À l'heure actuelle, diverses raisons ont conduit à la défaillance de l'excellente performance des nouveaux matériaux 3C-SIC pour obtenir des applications industrielles à grande échelle.

Parmi de nombreux polytypes SIC, le 3C-SIC est le seul polytype cube, également connu sous le nom de β-SIC. Dans cette structure cristalline, les atomes SI et C existent dans le réseau dans un rapport un à un, et chaque atome est entouré de quatre atomes hétérogènes, formant une unité structurelle tétraédrique avec de fortes liaisons covalentes. La caractéristique structurelle du 3C-SIC est que les couches diatomiques SI-C sont disposées à plusieurs reprises dans l'ordre d'ABC-ABC-…, et chaque cellule unitaire contient trois couches diatomiques de ce type, qui est appelée représentation C3; La structure cristalline de 3C-SIC est illustrée dans la figure ci-dessous:

Actuellement, le silicium (SI) est le matériau semi-conducteur le plus utilisé pour les dispositifs d'alimentation. Cependant, en raison des performances de SI, les dispositifs d'alimentation à base de silicium sont limités. Comparé à 4H-SIC et 6H-SIC, 3C-SIC a la mobilité électronique théorique de la température ambiante la plus élevée (1000 cm · V^-1· S^-1), et présente plus d'avantages dans les applications de l'appareil MOS. Dans le même temps, le 3C-SIC a également d'excellentes propriétés telles que la tension de dégradation élevée, la bonne conductivité thermique, la dureté élevée, la bande interdite large, la résistance à haute température et la résistance au rayonnement. 

Par conséquent, il a un grand potentiel dans l'électronique, l'optoélectronique, les capteurs et les applications dans des conditions extrêmes, la promotion du développement et de l'innovation des technologies connexes et montrant un large potentiel d'application dans de nombreux domaines:

Premièrement: en particulier dans les environnements haute tension, haute fréquence et à haute température, la tension de dégradation élevée et la mobilité électronique élevée de 3C-SIC en font un choix idéal pour la fabrication de dispositifs d'alimentation tels que MOSFET. 

Deuxièmement: l'application de 3C-SIC en nanoélectronique et en systèmes microélectromécaniques (MEMS) bénéficie de sa compatibilité avec la technologie du silicium, permettant la fabrication de structures nanométriques telles que les nanoélectroniques et les dispositifs nanoélectromécaniques. 

Troisièmement: En tant que matériau semi-conducteur de bande interdite large, le 3C-SIC convient à la fabrication de diodes électroluminescentes bleues (LED). Son application dans l'éclairage, la technologie d'affichage et les lasers a attiré l'attention en raison de son efficacité lumineuse élevée et de son dopage facile [9].         Quatrième: En même temps, le 3C-SIC est utilisé pour fabriquer des détecteurs sensibles à la position, en particulier les détecteurs sensibles à la position du point laser basés sur l'effet photovoltaïque latéral, qui présentent une sensibilité élevée dans des conditions de biais zéro et conviennent au positionnement de précision.

Méthode de préparation de l'hétéroépitaxie SIC 3C

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, qui peut optimiser la qualité de la couche épitaxiale).

Dépôt de vapeur chimique (CVD): Un gaz composé contenant des éléments SI et C est transmis dans la chambre de réaction, chauffé et décomposé à haute température, puis les atomes de Si et les atomes C sont précipités sur le substrat SI, ou 6H-SIC, 15R-SIC, 4H-SIC substrat. La température de cette réaction se situe généralement entre 1300 et 1500 ℃. Les sources de SI communes sont les sources SIH4, TCS, MTS, etc., et C est principalement C2H4, C3H8, etc., et H2 est utilisé comme gaz porteur. 

Le processus de croissance comprend principalement les étapes suivantes: 

1. La source de réaction de phase gazeuse est transportée dans le flux de gaz principal vers la zone de dépôt. 

2. La réaction de phase gazeuse se produit dans la couche limite pour générer des précurseurs et des sous-produits à couches minces. 

3. Le processus de précipitation, d'adsorption et de fissuration du précurseur. 

4. Les atomes adsorbés migrent et reconstruisent sur la surface du substrat. 

5. Les atomes adsorbés nucléés et se développent sur la surface du substrat. 

6. Le transport de masse du gaz déchet après la réaction dans la zone d'écoulement de gaz principale et est retiré de la chambre de réaction. 

Grâce à des progrès technologiques continus et à la recherche approfondie des mécanismes, la technologie hétéroépitaxiale 3C-SIC devrait jouer un rôle plus important dans l'industrie des semi-conducteurs et favoriser le développement de dispositifs électroniques à haute efficacité. Par exemple, la croissance rapide du film 3C-SIC de haute qualité est la clé pour répondre aux besoins des dispositifs à haute tension. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour surmonter l'équilibre entre le taux de croissance et l'uniformité matérielle; Combiné avec l'application de 3C-SIC dans des structures hétérogènes telles que SIC / GAN, explorez ses applications potentielles dans de nouveaux dispositifs tels que l'électronique de puissance, l'intégration optoélectronique et le traitement de l'information quantique.

Deals Semiconductor fournit du 3CRevêtement sicSur différents produits, tels que le graphite de haute pureté et le carbure de silicium de haute pureté. Avec plus de 20 ans d'expérience en R&D, notre entreprise sélectionne des matériaux très assortis, tels queSi le récepteur EPI, Ainsi Undertaker épitaxial, GAn sur SI EPI Sondor, etc., qui jouent un rôle important dans le processus de production de la couche épitaxiale.

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