In progressionem historia de 3C sic

Sicut est momenti formaSilicon Carbide, In progressionem historia3C-SiCReflects continua progressus of semiconductor materia scientia. In 1980s, Nishino et al. Primum adeptus 4um 3C-sic tenues films in Silicon subiecta a eget vapor depositione (cvd) [I], quae posuit fundamentum ad 3C-sic tenuis film technology.

In 1990s erat aureum aetatis sic investigationis. Clame Research Inc. launched 6h-sic et 4h-sicco in MCMXCI et MCMXCIV respectively, promovendi commercializationSIC SICONDUCTOR cogitationes. Progressus technologicus hoc tempore fundamentum fundavit ad subsequentem inquisitionem et applicationem 3C-SiC.

In mane 21st saeculum,domestica pii-fundatur SiC tenuis membranaet developed ad quaedam quatenus. Et Zhizhen et al. Paratus Silicon, secundum sic tenues films per CVD sub humilis temperatus conditionibus in MMII [II]. In MMI, in Xia et al. Paratus Silicon, secundum sic tenues films per Magnetron pulter ad locus temperatus [III].

Attamen ob magnam differentiam inter cancellos constantes Si et SiC (circiter 20%), defectus densitatis 3C-SiC stratorum epitaxialium relative altum est, praesertim gemini defectus ut DPB. Ad cancellos redigendos mismatch, inquisitores 6H-SiC, 15R-SiC vel 4H-SiC in superficie (0001) substratae ad 3C-SiC epitaxialem stratum augendum ac defectum densitatis minuunt. Pro exemplo, anno 2012, Seki, Kazuaki et al. proposuit epitaxy dynamica polymorphica ditionis technologiae, quae percipit polymorphicum incrementum selectivum 3C-SiC et 6H-SiC super 6H-SiC (0001) semen superficiei supersaturationis moderando [4-5]. Anno 2023, investigatores ut Xun Li methodo CVD optimize incrementi et processus usi sunt, feliciter 3C-SiC aequalem consecuti sunt.epitaxial layernullis DPB defectibus in superficie in 4H-SiC substrati ad incrementum rate 14um/h[6].

Crystal structuram et applicationem agros 3C sic

Inter plura polytypa SiCD, 3C-SiC est unicum polytypum cubicum, notum etiam ut aba-SiC. In hac crystalli structura, Si et C atomi in una ratione cancellorum existunt, et unumquodque atomus quattuor heterogeneis atomis circumdat, unum structurarum tetraedalium cum validis vinculis covalentibus efformans. Fabricae notae 3C-SiC est quod stratorum diatomicorum Si-C ordine ABC-ABC-… saepe disposita est, et quaelibet unitas cellula tres tales stratos diatomicas continet, quae repraesentatio C3 appellatur; structura crystalli 3C-SiC in figura infra ostenditur;

Figura I crystal structuram de 3C-sic

In statu, silicon (Si) est materia semiconductoris usitata pro viribus machinarum. Tamen, ob observantiam Sii, Pii-fundatur cogitationes potentiae finitae sunt. Comparatus cum 4H-SiC et 6H-SiC, 3C-SiC summam electronicam mobilitatem theoricam temperaturae conclavis (1000 cm·V-1·S-1) habet, et plus commoda in applicationibus MOS fabrica habet. Eodem tempore, 3C-SiC etiam optimas possessiones habet ut princeps naufragii voltage, bonum scelerisque conductivity, alta duritia, lata bandgap, caliditas resistentia, et radialis resistentia. Ideo magnam potentiam habet in electronicis, optoelectronicis, sensoriis et applicationibus sub extrema condicionibus, promovens progressionem et innovationem technologiarum cognatarum, ac late applicans potentiam in multis campis;

Primo, praesertim in altum voltage, altum frequency et altum temperatus environments, princeps naufragii intentione et excelsum electronic mobilitatem 3C-sic ut idealis electionis pro faciens potentia cogitationes ut Mosfet [VII]. Secundo: et applicationem 3C-sic in Nanoelecteleronics et microelectromechanical systems (mems) beneficia ex suo compatibility cum Silicon technology, permittens fabricare de Nanokelectionum et NanoelectRonics et Nanoelectromechanical cogitationes [VIII]. Tertio, sicut lata bandgap semiconductor materia, 3c-sic apta fabricare estBlue lux-emittens Diodes(LEDs). Et applicationem in luminatione, ostentationem technology et lasers habet attrahitur operam ex eius princeps luminosum efficientiam et securus doping [IX]. Quartum: simul, 3C-sic adhibetur ad fabricare positus, sensitivo detectors, praesertim laser punctum positus, sensitivity fundatur in latus photovoltaic effectus, quae ostendunt, quod praecise positioning, quod spectaculum, quod spectaculum in CIRCUMSPECTATIO sub Nulla Conditions et quod Conditions .

3. Praeparatio methodi 3C SiC heteroepitaxy

Pelagus incrementum modi ex 3C-sic hETOEPITAXY includitChemical vapor depositione (CVD), Sublimation epitaxy (se), Liquid Phase EPITAXY (LPE), epitaxiae hypotheticae (MBE), magnetron putris, etc. CVD modus praelatus est epitaxiae 3C-SiC propter eius moderabilitatem et aptabilitatem (qualis est temperatus, gasi fluxus, pressionis cubiculi et tempus reactionis, quae optimize qualitatem possunt tabulatum epitaxial).

Vapor chemicus depositionis (CVD): Gas mixtus elementorum Si et C continens in cameram reactionem transmittitur, calefactam et in caliditatem caliditatem calefactam, ac deinde atomi Si et C atomi in Substratum Si, vel 6H-SiC, 15R- praecipitantur. SiC, 4H-SiC distent [11]. Temperatura huius reactionis plerumque inter 1300-1500℃ est. Communia Si fontes includunt SiH4, TCS, MTS, etc., et C fontes principaliter includunt C2H4, C3H8, etc., cum H2 ut ferebat gas. Processus crescens principaliter includit sequentes gradus: 1. Gas Phase reactionis fons portatur ad zonam depositionis in fluit praecipuo gasi. 2. Gas Phase reactionem in limite iacuit ad praecursores cinematographicos et productos generandi tenues. 3. Praecipitatio, adsorptio et crepuit processus praecursoris. 4. Atomorum adsorbeorum in superficie subiecta migrant et reficiunt. 5. Atomi nuclei adsorbentur et in superficie subiecta augentur. 6. Massa transportatio gasi vasti post reactionem in zonam principalem gasi fluens et e cubiculi reactionis sumitur. Figura 2 est schematicum schematicum CVD [12].

Figura II Schematic Diagram CVD

Sublimationis epitaxy (SE) methodus: Figura 3 est structura experimentalis schematis methodi SE parandi 3C-SiC. Gradus principales sunt dissolutio et sublimatio fontis SiC in zona caliditatis, deportatio sublimatum, et reactionem et crystallizationem sublimatorum in superficie subiecta in inferiore temperatura. Singula haec sunt: ​​6H-SiC vel 4H-SiC superpositae ponatur in summitate uasis;summus puritas SiCadhibetur ut materia rudis SiC et positus in fundoGraphite Crucible. CRUCULLE CALUMENTUM ad 1900-2100 ℃ per radio frequency inductione, et subiectum temperatus temperatus est inferior quam sic fons, formatam axem temperamentum gradiente interius et crystallize formare 3C-sic heteroepitaxial.

Commoda epitaxiae sublimationis praecipue sunt in duobus: 1. epitaxia temperatura alta est, quae vitia crystalli minuere potest; 2. Signi- ficari potest ad obtinendam superficiem anticam in gradu atomico. Attamen, durante processu incrementi, principium reactionis adaptari non potest, et ratio silicon-carbona, tempus, variae reactionis series, etc. mutari non possunt, inde in diminutione in processu incrementi controllability.

Figura 3 Schematica Schematica methodi SE methodi crescendi 3C-SiC epitaxy

Molecular trabem epitaxy (MBE) est provectus tenuis film augmentum technology, quae est idoneam crescente 3C-sic epitaxial stratis in 4h-sic aut 6h-sic, in 4H-SIC, SIC subiecta. In basic principium huius modum est: in an ultra-excelsum vacuo environment, per praecise imperium ad fontem Gas, elementa ad crescente epitaxial layer sunt calefacula et ad directional ad calefacere aut moceculares superficies epitaxial incrementum. De communi condiciones ad crescente 3C-sicepitaxial layersin 4H-SiC vel 6H-SiC subiectae sunt: ​​sub condicionibus siliconibus, graphene et fontes carbonis puri excitantur in substantias gaseosas cum electronico gun, et 1200-1350℃ ut reactionem temperatam. 3C-SiC incrementum heteroepitaxiale obtineri potest ad incrementum rate 0.01-0.1 nms-1 [13].

Conclusio et Prospect

Per continuum technological progressus et in-profundum mechanism investigationis, 3c-sic heteroepitaxial technology expectat ludere a magis partes in semiconductor industria et promovere progressionem summus efficientia electronic cogitationes. Exempli gratia, continuing ut explorarent novum incrementum artes et strategies, ut introducendis Hcl atmosphaera ad augendam incrementum rate dum maintaining humilis defectus densitate, est directio futuri investigationis; In-profundum investigationis in defectu formatio mechanism, et progressionem magis provectus proprium ars, ut photlaceminenceminences et Cathodolumesinecence analysis, ad consequi magis praecisa defectus imperium et optimize materiam proprietatibus; celeri incrementum de summus qualitas densissima film 3C-sic est clavis ad occurrens necessitates summus intentione cogitationes, et ulteriores investigationis est opus vincere in statera inter augmentum rate et materialem uniformitatem; Combined cum application of 3C-sic in heterogenea structurae ut sic / Gan, explorandum potential applications in novus cogitationes ut potentia electronics, optoelectronic integration et quantum notitia dispensando.

References:

[1] Nishino S, Hazuki Y, Matsunami H, et al. Vapor chemicus Depositio Crystallini β‐SiC Films on Silicon Substrate with Sputtered SiC Intermediate Layer[J]. Acta Societatis Electrochemicae, 1980, 127(12):2674-2680.

[2] Vos Zhizhen, Wang Yadong, Huang Jingyun, et al .

[3] An Xia, Zhuang Huizhao, Li Huaixiang, al .

[IV] seki K, Alexander, Kozawa S, et al. Polytype-selectivam incrementum de SIC per supersaturation imperium in solution augmentum [J]. Journal de Crystalli incrementum, MMXII, CCCLX, 176-180.

[V] Chen Yao, Zhao fuqiang, Zhu Bingxian, et Shuai. Summary of Development of Silicon Carbide Power Domi domi et foris [J].

[VI] Li X, Wang G .Cvd augmentum 3C-sic laminis in 4h-sic in improved morphology [J] .solid civitatis Communications, MMXXIII, CCCLXXI.

[7] Hou Kaiwen.

[VIII] Lars, Hiller, Thoma et al. Hydrogenii effectus in ECR-Etching de 3C-sic (C) Mesa structures [J] .materials foro, MMXIV.

[IX] Xu Qingfang.

[10] Foisal A R M , Nguyen T , Dinh T K , et al.3C-SiC/Si Heterostructura: Optima Rostra pro Detectoribus Positio-Sensitivo Substructio in Effectu Photovoltaico [J]. ACS De Materiis & Interfaces, 2019: 40980-40987.

[XI] Xin bin. 3C / 4h-sic heterogenea extensio fundatur in CVD technology: defectus repraesentatio et evolutionem [D]. Xi'an University of Electronic Science and Technology.

[XII] Dong Lin. Silicon carbide magna area of ​​multa tractus incrementum technology et corporis characteres [d]. Seres Academy of Sciences University, MMXIV.

[13] Diani M, Simon L, Kubler L, et al. Crystal incrementum polytypi 3C-SiC in 6H-SiC(0001) subiecto [J]. Acta Crystal Augmenta, 2002, 235(1): 95-102.