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5-4-2 crecimiento de 3c-sic en sustratos de gran área (silicio)

5. tecnología de carburo de silicio

5-4-2 crecimiento de 3c-sic en sustratos de gran área (silicio)

2018-01-08

a pesar de la ausencia de sustratos sic, los beneficios potenciales de la electrónica sic de ambiente hostil impulsaron modestos esfuerzos de investigación dirigidos a obtener sic en una forma de oblea fabricable. Hacia este extremo, el crecimiento heteroepitaxial de capas sic de cristal único encima de una gran área siliconsubstrates se llevó a cabo por primera vez en 1983, y posteriormente siguió una gran cantidad de otros a lo largo de los años utilizando una variedad de técnicas de crecimiento. principalmente debido a las grandes diferencias en la constante de red (~ 20% de diferencia entre sic y si) y el coeficiente de expansión térmica (~ 8% de diferencia), la heteroepitaxi de sic utilizando silicio como sustrato siempre da como resultado un crecimiento de 3c-sic con una densidad muy alta de defectos estructurales cristalográficos tales como fallas de apilamiento, microtubos y límites de dominio de inversión. se han empleado otros materiales de oblea de gran tamaño además de silicio (tales como zafiro, silicio sobre aislante y tic) como sustratos para el crecimiento heteroepitaxial de epicapas sic, pero las películas resultantes han sido de calidad comparablemente deficiente con densidades de defectos cristalográficos altas. el enfoque de 3c-sic-on-silicon más prometedor hasta la fecha que ha logrado la menor densidad de defectos cristalográficos implica el uso de sustratos de silicio ondulante. sin embargo, incluso con este enfoque altamente novedoso, las densidades de dislocación siguen siendo muy altas en comparación con el silicio y las obleas sic hexagonales a granel.

mientras que algunos dispositivos y circuitos electrónicos semiconductores limitados se han implementado en 3c-sic cultivados en silicio, el rendimiento de estos componentes electrónicos (al momento de escribir este documento) puede resumirse como severamente limitado por la alta densidad de defectos cristalográficos al grado de que casi ninguno los beneficios operacionales discutidos en la sección 5.3 se han cumplido de manera viable. entre otros problemas, los defectos de cristal \"filtran\" la corriente parásita a través de las uniones del dispositivo con polarización inversa donde no se desea el flujo de corriente. Debido a que los defectos excesivos de los cristales conducen a deficiencias en los dispositivos eléctricos, todavía no existen productos electrónicos comerciales fabricados en 3c-sic cultivados en sustratos de área extensa. por lo tanto, 3c-sic crecido en silicio tiene actualmente más potencial como material mecánico en aplicaciones de sistemas microelectromecánicos (mems) (sección 5.6.5) en lugar de ser utilizado puramente como un semiconductor en la electrónica tradicional de transistores de estado sólido.

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