3C-SiC अनेक SiC बहुरूपताओं में से क्यों विशिष्ट है? - वीटेक सेमीकंडक्टर

की पृष्ठभूमिसिक

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)एक महत्वपूर्ण उच्च-स्तरीय परिशुद्धता अर्धचालक सामग्री है। इसके अच्छे उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध, उच्च तापमान यांत्रिक गुणों, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और अन्य विशेषताओं के कारण, इसमें अर्धचालक, परमाणु ऊर्जा, राष्ट्रीय रक्षा और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी जैसे उच्च तकनीक क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं।

अब तक 200 से ज्यादासिक क्रिस्टल संरचनाएँपुष्टि की गई है, मुख्य प्रकार हेक्सागोनल (2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC) और घन 3C-SiC हैं। उनमें से, 3C-SiC की समान संरचनात्मक विशेषताएं यह निर्धारित करती हैं कि इस प्रकार के पाउडर में α-SiC की तुलना में बेहतर प्राकृतिक गोलाकारता और घनी स्टैकिंग विशेषताएं हैं, इसलिए इसका सटीक पीसने, सिरेमिक उत्पादों और अन्य क्षेत्रों में बेहतर प्रदर्शन है। वर्तमान में, विभिन्न कारणों से बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोगों को प्राप्त करने के लिए 3C-SiC नई सामग्रियों का उत्कृष्ट प्रदर्शन विफल हो गया है।

कई SiC पॉलीटाइप्स में, 3C-SiC एकमात्र क्यूबिक पॉलीटाइप है, जिसे β-SiC भी कहा जाता है। इस क्रिस्टल संरचना में, Si और C परमाणु एक-से-एक अनुपात में जाली में मौजूद होते हैं, और प्रत्येक परमाणु चार विषम परमाणुओं से घिरा होता है, जो मजबूत सहसंयोजक बंधनों के साथ एक टेट्राहेड्रल संरचनात्मक इकाई बनाते हैं। 3C-SiC की संरचनात्मक विशेषता यह है कि Si-C डायटोमिक परतों को ABC-ABC-… के क्रम में बार-बार व्यवस्थित किया जाता है, और प्रत्येक यूनिट सेल में तीन ऐसी डायटोमिक परतें होती हैं, जिन्हें C3 प्रतिनिधित्व कहा जाता है; 3C-SiC की क्रिस्टल संरचना नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है:

वर्तमान में, सिलिकॉन (Si) बिजली उपकरणों के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला अर्धचालक पदार्थ है। हालाँकि, Si के प्रदर्शन के कारण, सिलिकॉन-आधारित बिजली उपकरण सीमित हैं। 4H-SiC और 6H-SiC की तुलना में, 3C-SiC में उच्चतम कमरे का तापमान सैद्धांतिक इलेक्ट्रॉन गतिशीलता (1000 सेमी · वी) है^-1·एस^-1), और एमओएस डिवाइस अनुप्रयोगों में इसके अधिक फायदे हैं। साथ ही, 3C-SiC में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज, अच्छी तापीय चालकता, उच्च कठोरता, विस्तृत बैंडगैप, उच्च तापमान प्रतिरोध और विकिरण प्रतिरोध जैसे उत्कृष्ट गुण भी हैं। इसलिए, इसमें इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, सेंसर और अत्यधिक परिस्थितियों में अनुप्रयोगों में काफी संभावनाएं हैं, जो संबंधित प्रौद्योगिकियों के विकास और नवाचार को बढ़ावा देता है, और कई क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग क्षमता दिखाता है:

पहला: विशेष रूप से उच्च वोल्टेज, उच्च आवृत्ति और उच्च तापमान वाले वातावरण में, 3C-SiC की उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज और उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता इसे MOSFET जैसे बिजली उपकरणों के निर्माण के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है। 

दूसरा: नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स और माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमईएमएस) में 3सी-एसआईसी का अनुप्रयोग सिलिकॉन प्रौद्योगिकी के साथ इसकी अनुकूलता से लाभान्वित होता है, जिससे नैनोइलेक्ट्रॉनिक्स और नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों जैसे नैनोस्केल संरचनाओं के निर्माण की अनुमति मिलती है। 

तीसरा: एक विस्तृत बैंडगैप सेमीकंडक्टर सामग्री के रूप में, 3C-SiC नीली रोशनी उत्सर्जक डायोड (एलईडी) के निर्माण के लिए उपयुक्त है। प्रकाश, प्रदर्शन प्रौद्योगिकी और लेज़रों में इसके अनुप्रयोग ने इसकी उच्च चमकदार दक्षता और आसान डोपिंग के कारण ध्यान आकर्षित किया है।[9] चौथा: साथ ही, 3C-SiC का उपयोग स्थिति-संवेदनशील डिटेक्टरों, विशेष रूप से पार्श्व फोटोवोल्टिक प्रभाव पर आधारित लेजर बिंदु स्थिति-संवेदनशील डिटेक्टरों के निर्माण के लिए किया जाता है, जो शून्य पूर्वाग्रह स्थितियों के तहत उच्च संवेदनशीलता दिखाते हैं और सटीक स्थिति के लिए उपयुक्त होते हैं।

3C SiC हेटेरोएपिटैक्सी की तैयारी विधि

3C-SiC हेटेरोएपिटैक्सियल की मुख्य वृद्धि विधियों में रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी), उर्ध्वपातन एपिटैक्सी (एसई), तरल चरण एपिटैक्सी (एलपीई), आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई), मैग्नेट्रोन स्पटरिंग आदि शामिल हैं। सीवीडी 3सी- के लिए पसंदीदा विधि है। इसकी नियंत्रणीयता और अनुकूलनशीलता (जैसे तापमान, गैस प्रवाह, चैम्बर दबाव और प्रतिक्रिया समय, जो एपिटैक्सियल परत की गुणवत्ता को अनुकूलित कर सकता है) के कारण SiC एपिटैक्सी।

रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी): सी और सी तत्वों से युक्त एक मिश्रित गैस को प्रतिक्रिया कक्ष में पारित किया जाता है, गर्म किया जाता है और उच्च तापमान पर विघटित किया जाता है, और फिर सी परमाणुओं और सी परमाणुओं को सी सब्सट्रेट, या 6H-SiC, 15R- पर अवक्षेपित किया जाता है। SiC, 4H-SiC सब्सट्रेट। इस प्रतिक्रिया का तापमान आमतौर पर 1300-1500℃ के बीच होता है। सामान्य Si स्रोत SiH4, TCS, MTS, आदि हैं, और C स्रोत मुख्य रूप से C2H4, C3H8, आदि हैं, और H2 का उपयोग वाहक गैस के रूप में किया जाता है। 

विकास प्रक्रिया में मुख्य रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैं: 

1. गैस चरण प्रतिक्रिया स्रोत को मुख्य गैस प्रवाह में जमाव क्षेत्र की ओर ले जाया जाता है। 

2. गैस चरण प्रतिक्रिया पतली फिल्म अग्रदूतों और उपोत्पादों को उत्पन्न करने के लिए सीमा परत में होती है। 

3. अग्रदूत की अवक्षेपण, सोखना और टूटने की प्रक्रिया। 

4. अधिशोषित परमाणु सब्सट्रेट सतह पर विस्थापित होते हैं और पुनर्निर्माण करते हैं। 

5. अधिशोषित परमाणु न्यूक्लियेट होते हैं और सब्सट्रेट सतह पर बढ़ते हैं। 

6. प्रतिक्रिया के बाद अपशिष्ट गैस का मुख्य गैस प्रवाह क्षेत्र में बड़े पैमाने पर परिवहन और प्रतिक्रिया कक्ष से बाहर निकाला जाता है। 

निरंतर तकनीकी प्रगति और गहन तंत्र अनुसंधान के माध्यम से, 3C-SiC हेटेरोएपिटैक्सियल तकनीक से सेमीकंडक्टर उद्योग में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने और उच्च दक्षता वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास को बढ़ावा देने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, उच्च-गुणवत्ता वाली मोटी फिल्म 3C-SiC की तीव्र वृद्धि उच्च-वोल्टेज उपकरणों की जरूरतों को पूरा करने की कुंजी है। विकास दर और भौतिक एकरूपता के बीच संतुलन को दूर करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है; SiC/GaN जैसी विषम संरचनाओं में 3C-SiC के अनुप्रयोग के साथ मिलकर, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण और क्वांटम सूचना प्रसंस्करण जैसे नए उपकरणों में इसके संभावित अनुप्रयोगों का पता लगाएं।

वेटेक सेमीकंडक्टर 3सी प्रदान करता हैसिक कोटिंगविभिन्न उत्पादों पर, जैसे उच्च-शुद्धता ग्रेफाइट और उच्च-शुद्धता सिलिकॉन कार्बाइड। 20 से अधिक वर्षों के अनुसंधान एवं विकास अनुभव के साथ, हमारी कंपनी अत्यधिक मिलान वाली सामग्रियों का चयन करती है, जैसेयदि एपी का प्राप्तकर्ता, सिक एपिटैक्सियल रिसीवर, Si एपि ससेप्टर आदि पर GaN, जो एपिटैक्सियल परत उत्पादन प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

यदि आपके पास कोई पूछताछ है या अतिरिक्त विवरण की आवश्यकता है, तो कृपया हमसे संपर्क करने में संकोच न करें।

भीड़/व्हाट्सएप: +86-180 6922 0752

ईमेल: anny@veteksemi.com