لماذا يبرز 3C-SiC بين العديد من الأشكال المتعددة لـ SiC؟ - فيتيك لأشباه الموصلات

الخلفيةكربيد كربيد

كربيد السيليكون (SiC)هي مادة أشباه الموصلات عالية الدقة الهامة. نظرًا لمقاومتها الجيدة لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، والخواص الميكانيكية لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة الأكسدة وغيرها من الخصائص، فإنها تتمتع بآفاق تطبيق واسعة في مجالات التكنولوجيا الفائقة مثل أشباه الموصلات والطاقة النووية والدفاع الوطني وتكنولوجيا الفضاء.

وحتى الآن أكثر من 200الهياكل البلورية كربيد كربيدتم التأكد من أن الأنواع الرئيسية هي السداسية (2H-SiC، 4H-SiC، 6H-SiC) والمكعب 3C-SiC. من بينها، تحدد الخصائص الهيكلية المتساوية لـ 3C-SiC أن هذا النوع من المسحوق يتمتع بكروية طبيعية أفضل وخصائص تكديس كثيفة من α-SiC، لذلك فهو يتمتع بأداء أفضل في الطحن الدقيق ومنتجات السيراميك وغيرها من المجالات. في الوقت الحاضر، أدت أسباب مختلفة إلى فشل الأداء الممتاز للمواد الجديدة 3C-SiC لتحقيق التطبيقات الصناعية واسعة النطاق.

من بين العديد من الأنواع المتعددة من SiC، 3C-SiC هو النوع المتعدد المكعب الوحيد، المعروف أيضًا باسم β-SiC. في هذا التركيب البلوري، تتواجد ذرات Si وC في الشبكة بنسبة واحد إلى واحد، وكل ذرة محاطة بأربع ذرات غير متجانسة، وتشكل وحدة هيكلية رباعية السطوح ذات روابط تساهمية قوية. السمة الهيكلية لـ 3C-SiC هي أن الطبقات ثنائية الذرة Si-C يتم ترتيبها بشكل متكرر بترتيب ABC-ABC-...، وتحتوي كل خلية وحدة على ثلاث طبقات ثنائية الذرة، وهو ما يسمى تمثيل C3؛ يظهر التركيب البلوري لـ 3C-SiC في الشكل أدناه:

حاليًا، يعد السيليكون (Si) هو مادة أشباه الموصلات الأكثر استخدامًا لأجهزة الطاقة. ومع ذلك، نظرًا لأداء Si، فإن أجهزة الطاقة المعتمدة على السيليكون محدودة. بالمقارنة مع 4H-SiC و6H-SiC، يتمتع 3C-SiC بأعلى حركة إلكترونية نظرية في درجة حرارة الغرفة (1000 سم · فولت)^-1·س^-1)، وله المزيد من المزايا في تطبيقات أجهزة MOS. في الوقت نفسه، يتمتع 3C-SiC أيضًا بخصائص ممتازة مثل جهد الانهيار العالي، والتوصيل الحراري الجيد، والصلابة العالية، وفجوة النطاق الواسعة، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الإشعاع. لذلك، لديها إمكانات كبيرة في مجال الإلكترونيات والإلكترونيات الضوئية وأجهزة الاستشعار والتطبيقات في ظل الظروف القاسية، مما يعزز تطوير وابتكار التقنيات ذات الصلة، ويظهر إمكانات تطبيق واسعة في العديد من المجالات:

أولاً: خاصة في بيئات الجهد العالي والتردد العالي ودرجات الحرارة المرتفعة، فإن جهد الانهيار العالي وحركة الإلكترون العالية لـ 3C-SiC يجعلها خيارًا مثاليًا لتصنيع أجهزة الطاقة مثل MOSFET. 

ثانياً: يستفيد تطبيق 3C-SiC في الإلكترونيات النانوية والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) من توافقه مع تكنولوجيا السيليكون، مما يسمح بتصنيع الهياكل النانوية مثل الإلكترونيات النانوية والأجهزة الكهروميكانيكية النانوية. 

ثالثًا: باعتبارها مادة شبه موصلة ذات فجوة نطاق واسعة، فإن 3C-SiC مناسبة لتصنيع الثنائيات الباعثة للضوء الأزرق (LEDs). لقد جذب تطبيقه في الإضاءة وتكنولوجيا العرض والليزر الانتباه نظرًا لكفاءته المضيئة العالية وسهولة تعاطي المنشطات[9]. رابعا: في نفس الوقت، يتم استخدام 3C-SiC لتصنيع أجهزة الكشف الحساسة للموضع، وخاصة أجهزة الكشف الحساسة للموضع بنقطة الليزر والتي تعتمد على التأثير الكهروضوئي الجانبي، والتي تظهر حساسية عالية تحت ظروف الانحياز الصفري وتكون مناسبة لتحديد المواقع بدقة.

طريقة تحضير 3C SiC heteroepitaxy

تشتمل طرق النمو الرئيسية لـ 3C-SiC على ترسيب البخار الكيميائي (CVD)، ونضوج التسامي (SE)، ونضوج الطور السائل (LPE)، ونضوج الشعاع الجزيئي (MBE)، والرش المغنطروني، وما إلى ذلك. CVD هي الطريقة المفضلة لـ 3C- طبقة SiC نظرًا لقابليتها للتحكم والقدرة على التكيف (مثل درجة الحرارة وتدفق الغاز وضغط الغرفة ووقت التفاعل، والتي يمكن أن تعمل على تحسين جودة الطبقة الفوقي).

ترسيب البخار الكيميائي (CVD): يتم تمرير غاز مركب يحتوي على عناصر Si وC إلى غرفة التفاعل، ويتم تسخينه وتحلله عند درجة حرارة عالية، ثم يتم ترسيب ذرات Si وذرات C على الركيزة Si، أو 6H-SiC، 15R- ركيزة كربيد السيليكون، 4H-SiC. تتراوح درجة حرارة هذا التفاعل عادة بين 1300-1500 درجة مئوية. مصادر Si الشائعة هي SiH4، TCS، MTS، وما إلى ذلك، ومصادر C هي بشكل أساسي C2H4، C3H8، وما إلى ذلك، ويستخدم H2 كغاز حامل. 

تتضمن عملية النمو بشكل أساسي الخطوات التالية: 

1. يتم نقل مصدر تفاعل الطور الغازي في تدفق الغاز الرئيسي باتجاه منطقة الترسيب. 

2. يحدث تفاعل الطور الغازي في الطبقة الحدودية لتوليد سلائف الأغشية الرقيقة والمنتجات الثانوية. 

3. عملية الترسيب والامتزاز والتكسير للسلائف. 

4. تهاجر الذرات الممتزة وتعيد البناء على سطح الركيزة. 

5. تتنوى الذرات الممتزة وتنمو على سطح الركيزة. 

6. يتم نقل الغاز العادم بكميات كبيرة بعد التفاعل إلى منطقة تدفق الغاز الرئيسية ويتم إخراجه من غرفة التفاعل. 

من خلال التقدم التكنولوجي المستمر والأبحاث الآلية المتعمقة، من المتوقع أن تلعب تقنية 3C-SiC ذات المحورين المتغاير دورًا أكثر أهمية في صناعة أشباه الموصلات وتعزيز تطوير الأجهزة الإلكترونية عالية الكفاءة. على سبيل المثال، يعد النمو السريع للأغشية السميكة عالية الجودة 3C-SiC هو المفتاح لتلبية احتياجات الأجهزة ذات الجهد العالي. هناك حاجة إلى مزيد من البحوث للتغلب على التوازن بين معدل النمو وتجانس المواد؛ جنبًا إلى جنب مع تطبيق 3C-SiC في الهياكل غير المتجانسة مثل SiC/GaN، واستكشاف تطبيقاته المحتملة في الأجهزة الجديدة مثل إلكترونيات الطاقة والتكامل الإلكتروني البصري ومعالجة المعلومات الكمومية.

يوفر Vetek Semiconductor 3Cطلاء سيكعلى منتجات مختلفة، مثل الجرافيت عالي النقاء وكربيد السيليكون عالي النقاء. مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في البحث والتطوير، تختار شركتنا المواد المطابقة للغاية، مثلإذا كان المستفيد من Epi, كربيد المتلقي الفوقي، GaN على Si epi susceptor، وما إلى ذلك، والتي تلعب دورًا مهمًا في عملية إنتاج الطبقة الفوقي.

إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

الغوغاء/واتساب: +86-180 6922 0752

البريد الإلكتروني: anny@veteksemi.com