Kaping pisanan, struktur lan sifat kristal SiC.
SiC minangka senyawa biner sing dibentuk dening unsur Si lan unsur C kanthi rasio 1:1, yaiku 50% silikon (Si) lan 50% karbon (C), lan unit struktur dhasare yaiku SI-C tetrahedron.
Diagram skematis struktur tetrahedron silikon karbida
Contone, atom Si duwe diameter gedhe, padha karo apel, lan atom C ukurane cilik, padha karo jeruk, lan jumlah jeruk lan apel sing padha ditumpuk dadi kristal SiC.
SiC minangka senyawa biner, kanthi jarak atom ikatan Si-Si yaiku 3,89 A, kepiye carane ngerti jarak iki? Saiki, mesin litografi sing paling apik ing pasar duwe akurasi litografi 3nm, yaiku jarak 30A, lan akurasi litografi 8 kali jarak atom.
Energi ikatan Si-Si yaiku 310 kJ / mol, supaya sampeyan bisa ngerti yen energi ikatan yaiku gaya sing narik loro atom kasebut, lan luwih gedhe energi ikatan, luwih gedhe gaya sing kudu dipisahake.
Contone, atom Si duwe diameter gedhe, padha karo apel, lan atom C ukurane cilik, padha karo jeruk, lan jumlah jeruk lan apel sing padha ditumpuk dadi kristal SiC.
SiC minangka senyawa biner, kanthi jarak atom ikatan Si-Si yaiku 3,89 A, kepiye carane ngerti jarak iki? Saiki, mesin litografi sing paling apik ing pasar duwe akurasi litografi 3nm, yaiku jarak 30A, lan akurasi litografi 8 kali jarak atom.
Energi ikatan Si-Si yaiku 310 kJ / mol, supaya sampeyan bisa ngerti yen energi ikatan yaiku gaya sing narik loro atom kasebut, lan luwih gedhe energi ikatan, luwih gedhe gaya sing kudu dipisahake.
Diagram skematis struktur tetrahedron silikon karbida
Contone, atom Si duwe diameter gedhe, padha karo apel, lan atom C ukurane cilik, padha karo jeruk, lan jumlah jeruk lan apel sing padha ditumpuk dadi kristal SiC.
SiC minangka senyawa biner, kanthi jarak atom ikatan Si-Si yaiku 3,89 A, kepiye carane ngerti jarak iki? Saiki, mesin litografi sing paling apik ing pasar duwe akurasi litografi 3nm, yaiku jarak 30A, lan akurasi litografi 8 kali jarak atom.
Energi ikatan Si-Si yaiku 310 kJ / mol, supaya sampeyan bisa ngerti yen energi ikatan yaiku gaya sing narik loro atom kasebut, lan luwih gedhe energi ikatan, luwih gedhe gaya sing kudu dipisahake.
Contone, atom Si duwe diameter gedhe, padha karo apel, lan atom C ukurane cilik, padha karo jeruk, lan jumlah jeruk lan apel sing padha ditumpuk dadi kristal SiC.
SiC minangka senyawa biner, kanthi jarak atom ikatan Si-Si yaiku 3,89 A, kepiye carane ngerti jarak iki? Saiki, mesin litografi sing paling apik ing pasar duwe akurasi litografi 3nm, yaiku jarak 30A, lan akurasi litografi 8 kali jarak atom.
Energi ikatan Si-Si yaiku 310 kJ / mol, supaya sampeyan bisa ngerti yen energi ikatan yaiku gaya sing narik loro atom kasebut, lan luwih gedhe energi ikatan, luwih gedhe gaya sing kudu dipisahake.
Kita ngerti manawa saben zat dumadi saka atom, lan struktur kristal minangka susunan atom sing biasa, sing diarani urutan jarak dawa, kaya ing ngisor iki. Unit kristal sing paling cilik diarani sel, yen sel kasebut minangka struktur kubik, diarani kubik sing rapet, lan sel kasebut minangka struktur heksagonal, diarani heksagonal rapet.
Jinis kristal SiC umum kalebu 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, lan sapiturute. Urutan tumpukan ing arah sumbu c ditampilake ing gambar kasebut.
Antarane wong-wong mau, urutan tumpukan dhasar saka 4H-SiC yaiku ABCB ... ; Urutan tumpukan dhasar saka 6H-SiC yaiku ABCACB... ; Urutan tumpukan dhasar saka 15R-SiC yaiku ABCACBCABACABCB... .
Iki bisa dideleng minangka bata kanggo mbangun omah, sawetara bata omah duwe telung cara, sawetara duwe papat cara, ana enem cara.
Parameter sel dhasar saka jinis kristal SiC sing umum ditampilake ing tabel:
Apa tegese a, b, c lan sudut? Struktur sel unit paling cilik ing semikonduktor SiC diterangake kaya ing ngisor iki:
Ing kasus sel sing padha, struktur kristal uga beda, iki kaya tuku lotre, nomer menang 1, 2, 3, sampeyan tuku 1, 2, 3 telung nomer, nanging yen nomer kasebut diurutake. beda, jumlah menang beda, supaya nomer lan urutan saka kristal padha, bisa disebut kristal padha.
Tokoh ing ngisor iki nuduhake loro mode numpuk khas, mung prabédan ing mode tumpukan saka atom ndhuwur, struktur kristal beda.
Struktur kristal sing dibentuk dening SiC ana hubungane karo suhu. Ing tumindak suhu dhuwur saka 1900 ~ 2000 ℃, 3C-SiC alon-alon bakal diowahi dadi polyform hexagonal SiC kayata 6H-SiC amarga stabilitas struktural miskin. Iku sabenere amarga korélasi kuwat antarane kemungkinan tatanan saka polymorphs SiC lan suhu, lan kahanan kang ora tetep saka 3C-SiC dhewe, tingkat wutah saka 3C-SiC angel kanggo nambah, lan preparation angel. Sistem heksagonal 4H-SiC lan 6H-SiC sing paling umum lan luwih gampang kanggo nyiyapake, lan akeh diteliti amarga karakteristik dhewe.
Dawane ikatan ikatan SI-C ing kristal SiC mung 1.89A, nanging energi ikatan dhuwure 4.53eV. Mulane, longkangan tingkat energi antarane negara iketan lan negara anti-ikatan gedhe banget, lan longkangan band sudhut bisa kawangun, kang kaping pirang-pirang saka Si lan GaAs. Lebar celah pita sing luwih dhuwur tegese struktur kristal suhu dhuwur stabil. Elektronik daya sing gegandhengan bisa nyadari karakteristik operasi sing stabil ing suhu dhuwur lan struktur boros panas sing disederhanakake.
Ikatan ikatan Si-C sing nyenyet ndadekake kisi duwe frekuensi geter sing dhuwur, yaiku fonon energi sing dhuwur, tegese kristal SiC nduweni mobilitas elektron jenuh sing dhuwur lan konduktivitas termal, lan piranti elektronik daya sing gegandhengan duwe a kacepetan ngoper luwih lan linuwih, kang nyuda resiko gagal overtemperature piranti. Kajaba iku, kekuatan lapangan risak sing luwih dhuwur saka SiC ngidini entuk konsentrasi doping sing luwih dhuwur lan duwe resistensi luwih murah.
Kapindho, sajarah pangembangan kristal SiC
Ing taun 1905, Dr. Henri Moissan nemokake kristal SiC alami ing kawah, sing ditemokake kaya berlian lan dijenengi berlian Mosan.
Nyatane, wiwit taun 1885, Acheson entuk SiC kanthi nyampur kokas karo silika lan dipanasake ing tungku listrik. Ing wektu iku, wong-wong salah nganggep minangka campuran berlian lan diarani ampelas.
Ing taun 1892, Acheson nambah proses sintesis, nyampur wedhi kuarsa, coke, serpihan kayu cilik lan NaCl, lan digawe panas ing tungku busur listrik nganti 2700 ℃, lan kasil entuk kristal SiC scaly. Cara sintesis kristal SiC iki dikenal minangka metode Acheson lan isih dadi cara utama kanggo ngasilake abrasive SiC ing industri. Amarga kemurnian kurang saka bahan mentahan sintetik lan proses sintesis atos, cara Acheson mrodhuksi liyane impurities SiC, integritas kristal miskin lan diameteripun kristal cilik, kang angel kanggo nyukupi syarat industri semikonduktor kanggo ukuran gedhe, dhuwur-kemurnian lan dhuwur. kristal -kualitas, lan ora bisa digunakake kanggo Pabrik piranti elektronik.
Lely saka Laboratorium Philips ngusulake cara anyar kanggo ngembangake kristal tunggal SiC ing taun 1955. Ing metode iki, crucible grafit digunakake minangka wadhah pertumbuhan, kristal bubuk SiC digunakake minangka bahan mentah kanggo ngembangake kristal SiC, lan grafit keropos digunakake kanggo ngisolasi. area kothong saka tengah bahan mentahan akeh. Nalika akeh, ing crucible grafit digawe panas kanggo 2500 ℃ ing atmosfer saka Ar utawa H2, lan wêdakakêna SiC peripheral wis sublimed lan decomposed menyang Si lan C bahan kimia phase uap, lan kristal SiC thukul ing wilayah kothong tengah sawise gas. aliran ditularaké liwat grafit keropos.
Katelu, teknologi wutah kristal SiC
Wutah kristal tunggal SiC angel amarga karakteristik dhewe. Iki utamane amarga ora ana fase cair kanthi rasio stoikiometrik Si: C = 1: 1 ing tekanan atmosfer, lan ora bisa ditanam kanthi metode pertumbuhan sing luwih diwasa sing digunakake dening proses pertumbuhan arus utama semikonduktor. industri - cara cZ, cara crucible tiba lan cara liyane. Miturut pitungan teoritis, mung nalika tekanan luwih saka 10E5atm lan suhu luwih dhuwur tinimbang 3200 ℃, rasio stoikiometrik Si: C = 1: 1 solusi bisa dipikolehi. Kanggo ngatasi masalah iki, para ilmuwan wis ngupayakake upaya kanggo ngusulake macem-macem cara kanggo entuk kualitas kristal sing dhuwur, ukuran gedhe lan kristal SiC sing murah. Saiki, metode utama yaiku metode PVT, metode fase cair lan metode deposisi kimia uap suhu dhuwur.
Wektu kirim: Jan-24-2024