SiC is een binaire verbinding die wordt gevormd door Si-element en C-element in een verhouding van 1:1, dat wil zeggen 50% silicium (Si) en 50% koolstof (C), en de basisstructurele eenheid is het SI-C-tetraëder.
Bijvoorbeeld, Si atomen zijn groot in diameter, gelijk aan een appel, en C atomen zijn klein in diameter, gelijk aan een sinaasappel,En een gelijk aantal sinaasappels en appels worden bij elkaar gestapeld om een SiC kristal te vormen..
SiC is een binaire verbinding, waarin de Si-Si-binding atomafstand is 3,89 A, hoe deze afstand te begrijpen?Op dit moment heeft de meest uitstekende lithografie-machine op de markt een lithografie-nauwkeurigheid van 3 nm, dat is een afstand van 30 A, en de lithografie-nauwkeurigheid is 8 keer groter dan de atoomafstand.
De energie van de Si-Si-binding is 310 kJ/mol, dus je kunt begrijpen dat de bindingsenergie de kracht is die deze twee atomen uit elkaar trekt, en hoe groter de bindingsenergie,Hoe groter de kracht die je nodig hebt om uit elkaar te trekken.
De Si-C-binding heeft een afstand van 1,89 A en de bondenergie is 447 kJ/mol.
In vergelijking met traditionele op silicium gebaseerde halfgeleidermaterialen blijkt uit de bindingsenergie dat de chemische eigenschappen van op silicium gebaseerde halfgeleidermaterialen stabieler zijn.
Het is te zien dat elk C-atoom verbonden is met de vier dichtstbijzijnde Si-atomen, en omgekeerd is elk Si-atoom verbonden met de vier dichtstbijzijnde C-atomen.
De SiC-kristallenstructuur kan ook worden beschreven door de gelaagde structuurmethode. Zoals in de figuur wordt getoond, bezetten verschillende C-atomen in het kristal zes rasterplaatsen op hetzelfde vlak,een dichtgepakte laag van C-atomen vormen, terwijl Si-atomen ook zes rasterplaatsen op hetzelfde vlak bezetten en een dichtgepakte laag van Si-atomen vormen.
Elke C in een dichtgepakte laag van C-atomen is verbonden met de dichtstbijzijnde Si, en vice versa.Elke twee aangrenzende lagen C- en Si-atomen vormen een koolstof-silicium diatomaire laag.
De rangschikking en combinatie van SiC-kristallen is zeer rijk, en er zijn meer dan 200 SiC-kristalsoorten ontdekt.
Dit is vergelijkbaar met Tetris, hoewel de kleinste eenheidsblokken hetzelfde zijn, maar wanneer de blokken bij elkaar worden gezet, vormen ze verschillende vormen.
De ruimtelijke structuur van SiC is iets complexer dan Tetris, en de kleinste eenheid verandert van een klein vierkant in een klein tetraëder, een tetraëder samengesteld uit C- en Si-atomen.
Om de verschillende kristalvormen van SiC te onderscheiden, wordt momenteel voornamelijk de methode van Ramsdell voor de etikettering gebruikt.De methode gebruikt de combinatie van letters en cijfers om de verschillende kristalvormen van SiC weer te geven.
Aan de achterkant zijn letters geplaatst om het celtype van het kristal aan te geven.C staat voor Cubic (eerste letter van de Engelse kubus), H staat voor Hexagonal (eerste letter van de Engelse), R staat voor Rhombus (eerste letter van de Engelse rhombus).In de eerste plaats worden cijfers geplaatst om het aantal lagen van de Si-C diatomale laag van de basisherhalende eenheid weer te geven.
Naast 2H-SiC en 3C-SiC kunnen andere kristallijne vormen worden beschouwd als een mengsel van sphaleriet- en wurtzietstructuur, dat wil zeggen een dicht verpakte zeshoekige structuur.
Het C-vlak verwijst naar de (000-1) kristallen oppervlakte van de siliciumcarbide wafer, dat wil zeggen het oppervlak waarop het kristal langs de negatieve richting van de C-as wordt gesneden,en het eindatoom van het oppervlak is het koolstofatoom.
Het siliciumoppervlak verwijst naar het kristalvlak (0001) van de siliciumcarbide-wafer, dat wil zeggen het oppervlak waarop het kristal langs de positieve richting van de C-as wordt gesneden,en het eindatoom van het oppervlak is het siliciumatoom.
Het verschil tussen het C-vlak en het siliciumvlak heeft invloed op de fysische en elektrische eigenschappen van siliciumcarbide wafers, zoals thermische geleidbaarheid, elektrische geleidbaarheid, dragermobiliteit,interfaciale toestand dichtheid enzovoort.
De keuze van C-vlak en siliciumvlak zal ook van invloed zijn op het productieproces en de prestaties van siliciumcarbidelementen, zoals epitaxiale groei, ionimplantatie, oxidatie, metaalafzetting,contactweerstand, enz.
