3C-SiC بہت سے SiC پولیمورف میں کیوں الگ ہے؟ - VeTek سیمی کنڈکٹر

کا پس منظرSiC

سلکان کاربائیڈ (SiC)ایک اہم اعلی کے آخر میں صحت سے متعلق سیمی کنڈکٹر مواد ہے. اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، لباس مزاحمت، اعلی درجہ حرارت کی مکینیکل خصوصیات، آکسیڈیشن مزاحمت اور دیگر خصوصیات کی وجہ سے، اس کے ہائی ٹیک شعبوں جیسے سیمی کنڈکٹرز، جوہری توانائی، قومی دفاع اور خلائی ٹیکنالوجی میں وسیع اطلاق کے امکانات ہیں۔

اب تک، 200 سے زیادہSiC کرسٹل ڈھانچےتصدیق کی گئی ہے، اہم اقسام ہیکساگونل (2H-SiC، 4H-SiC، 6H-SiC) اور کیوبک 3C-SiC ہیں۔ ان میں سے، 3C-SiC کی مساوی ساختی خصوصیات اس بات کا تعین کرتی ہیں کہ اس قسم کے پاؤڈر میں α-SiC سے بہتر قدرتی دائرہ اور گھنے اسٹیکنگ کی خصوصیات ہیں، لہذا اس کی درستگی پیسنے، سیرامک ​​مصنوعات اور دیگر شعبوں میں بہتر کارکردگی ہے۔ اس وقت، مختلف وجوہات کی وجہ سے بڑے پیمانے پر صنعتی ایپلی کیشنز کے حصول کے لیے 3C-SiC نئے مواد کی شاندار کارکردگی کی ناکامی ہوئی ہے۔

بہت سے SiC پولی ٹائپس میں، 3C-SiC واحد کیوبک پولی ٹائپ ہے، جسے β-SiC بھی کہا جاتا ہے۔ اس کرسٹل ڈھانچے میں، Si اور C ایٹم جالیوں میں ایک سے ایک کے تناسب میں موجود ہیں، اور ہر ایٹم چار متفاوت ایٹموں سے گھرا ہوا ہے، جو مضبوط ہم آہنگی بانڈز کے ساتھ ایک ٹیٹراہیڈرل ساختی اکائی بناتا ہے۔ 3C-SiC کی ساختی خصوصیت یہ ہے کہ Si-C ڈائیٹومک تہوں کو بار بار ABC-ABC- کی ترتیب میں ترتیب دیا جاتا ہے، اور ہر یونٹ سیل میں تین ایسی ڈائیٹومک تہیں ہوتی ہیں، جنہیں C3 نمائندگی کہا جاتا ہے۔ 3C-SiC کا کرسٹل ڈھانچہ ذیل کی شکل میں دکھایا گیا ہے:

فی الحال، سلیکون (Si) پاور ڈیوائسز کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا سیمی کنڈکٹر مواد ہے۔ تاہم، Si کی کارکردگی کی وجہ سے، سلیکون پر مبنی پاور ڈیوائسز محدود ہیں۔ 4H-SiC اور 6H-SiC کے مقابلے میں، 3C-SiC میں کمرے کے درجہ حرارت کی نظریاتی الیکٹران کی نقل و حرکت سب سے زیادہ ہے (1000 cm·V^-1ایس^-1)، اور MOS ڈیوائس ایپلی کیشنز میں مزید فوائد ہیں۔ ایک ہی وقت میں، 3C-SiC میں بہترین خصوصیات ہیں جیسے ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج، اچھی تھرمل چالکتا، زیادہ سختی، وسیع بینڈ گیپ، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، اور تابکاری مزاحمت۔ لہذا، اس میں الیکٹرانکس، آپٹو الیکٹرانکس، سینسرز، اور انتہائی حالات میں ایپلی کیشنز، متعلقہ ٹیکنالوجیز کی ترقی اور اختراع کو فروغ دینے، اور بہت سے شعبوں میں وسیع ایپلی کیشن کی صلاحیت کو ظاہر کرنے میں بڑی صلاحیت ہے:

پہلا: خاص طور پر ہائی وولٹیج، ہائی فریکوئنسی اور اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں، ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج اور 3C-SiC کی ہائی الیکٹران موبلٹی اسے MOSFET جیسے پاور ڈیوائسز کی تیاری کے لیے ایک مثالی انتخاب بناتی ہے۔ 

دوسرا: نینو الیکٹرونکس اور مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹمز (MEMS) میں 3C-SiC کا اطلاق سلیکون ٹیکنالوجی کے ساتھ اس کی مطابقت سے فائدہ اٹھاتا ہے، جس سے نینو الیکٹرونکس اور نینو الیکٹرو مکینیکل آلات جیسے نانوسکل ڈھانچے کی تیاری کی اجازت ملتی ہے۔ 

تیسرا: ایک وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر مواد کے طور پر، 3C-SiC نیلی روشنی سے خارج کرنے والے ڈائیوڈس (LEDs) کی تیاری کے لیے موزوں ہے۔ روشنی، ڈسپلے ٹیکنالوجی اور لیزرز میں اس کے استعمال نے اپنی اعلیٰ چمکیلی کارکردگی اور آسان ڈوپنگ کی وجہ سے توجہ مبذول کرائی ہے[9]۔ چوتھا: ایک ہی وقت میں، 3C-SiC پوزیشن حساس ڈٹیکٹر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، خاص طور پر لیزر پوائنٹ پوزیشن حساس ڈیٹیکٹر لیٹرل فوٹوولٹک اثر پر مبنی ہے، جو صفر تعصب کے حالات میں اعلیٰ حساسیت کو ظاہر کرتے ہیں اور درست پوزیشننگ کے لیے موزوں ہیں۔

3C SiC heteroepitaxy کی تیاری کا طریقہ

3C-SiC heteroepitaxial کے بڑھنے کے اہم طریقوں میں کیمیائی بخارات جمع کرنا (CVD)، sublimation epitaxy (SE)، مائع فیز epitaxy (LPE)، مالیکیولر بیم epitaxy (MBE)، magnetron sputtering وغیرہ شامل ہیں۔ CVD 3C- کے لیے ترجیحی طریقہ ہے۔ سی سی ایپیٹیکسی اس کی کنٹرولیبلٹی اور موافقت کی وجہ سے (جیسے درجہ حرارت، گیس کا بہاؤ، چیمبر کا دباؤ اور رد عمل کا وقت، جو اپیٹیکسیل پرت کے معیار کو بہتر بنا سکتا ہے)۔

کیمیائی بخارات جمع (CVD): ایک کمپاؤنڈ گیس جس میں Si اور C عناصر شامل ہیں، رد عمل کے چیمبر میں منتقل ہوتے ہیں، اعلی درجہ حرارت پر گرم اور گل جاتے ہیں، اور پھر Si ایٹم اور C ایٹم Si سبسٹریٹ، یا 6H-SiC، 15R- پر تیز ہو جاتے ہیں۔ SiC، 4H-SiC سبسٹریٹ۔ اس ردعمل کا درجہ حرارت عام طور پر 1300-1500℃ کے درمیان ہوتا ہے۔ عام سی ذرائع SiH4، TCS، MTS، وغیرہ ہیں، اور C ذرائع بنیادی طور پر C2H4، C3H8، وغیرہ ہیں، اور H2 کو کیریئر گیس کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ 

ترقی کے عمل میں بنیادی طور پر درج ذیل مراحل شامل ہیں: 

1. گیس کے مرحلے کے رد عمل کا ذریعہ مرکزی گیس کے بہاؤ میں جمع زون کی طرف منتقل کیا جاتا ہے۔ 

2. گیس فیز کا رد عمل باؤنڈری پرت میں پتلی فلم کے پیشگی اور ضمنی مصنوعات پیدا کرنے کے لیے ہوتا ہے۔ 

3. پیشگی کی ترسیب، جذب اور کریکنگ کا عمل۔ 

4. جذب شدہ ایٹم سبسٹریٹ کی سطح پر ہجرت کرتے ہیں اور دوبارہ تشکیل پاتے ہیں۔ 

5. جذب شدہ ایٹم نیوکلیٹ ہوتے ہیں اور سبسٹریٹ کی سطح پر بڑھتے ہیں۔ 

6. رد عمل کے بعد فضلہ گیس کی بڑے پیمانے پر نقل و حمل مرکزی گیس کے بہاؤ کے علاقے میں اور رد عمل کے چیمبر سے باہر لے جایا جاتا ہے۔ 

مسلسل تکنیکی ترقی اور گہرائی سے میکانزم کی تحقیق کے ذریعے، 3C-SiC heteroepitaxial ٹیکنالوجی سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں زیادہ اہم کردار ادا کرے گی اور اعلیٰ کارکردگی والے الیکٹرانک آلات کی ترقی کو فروغ دے گی۔ مثال کے طور پر، اعلی معیار کی موٹی فلم 3C-SiC کی تیز رفتار ترقی ہائی وولٹیج آلات کی ضروریات کو پورا کرنے کی کلید ہے۔ ترقی کی شرح اور مادی یکسانیت کے درمیان توازن پر قابو پانے کے لیے مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔ متضاد ڈھانچے جیسے SiC/GaN میں 3C-SiC کے اطلاق کے ساتھ مل کر، پاور الیکٹرانکس، آپٹو الیکٹرانک انٹیگریشن اور کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ جیسے نئے آلات میں اس کے ممکنہ ایپلی کیشنز کو تلاش کریں۔

ویٹیک سیمی کنڈکٹر 3C فراہم کرتا ہے۔ایس سی کوٹنگمختلف مصنوعات پر، جیسے اعلی طہارت گریفائٹ اور اعلی طہارت سلکان کاربائیڈ۔ R&D کے 20 سال سے زیادہ تجربے کے ساتھ، ہماری کمپنی انتہائی مماثل مواد کا انتخاب کرتی ہے، جیسےاگر Epi کا وصول کنندہ, SiC ایپیٹیکسیل ریسیور، GaN on Si epi susceptor، وغیرہ، جو epitaxial تہہ کی پیداوار کے عمل میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

اگر آپ کی کوئی پوچھ گچھ ہے یا اضافی تفصیلات کی ضرورت ہے، تو براہ کرم ہم سے رابطہ کرنے میں سنکوچ نہ کریں۔

موب/واٹس ایپ: +86-180 6922 0752

ای میل: anny@veteksemi.com