SiC ist eine binäre Verbindung, die aus Si-Element und C-Element im Verhältnis 1:1 gebildet wird, d. h. 50% Silizium (Si) und 50% Kohlenstoff (C), und seine grundlegende Struktureinheit ist der SI-C-Tetraeder.
Zum Beispiel haben Si-Atome einen großen Durchmesser, der einem Apfel entspricht, und C-Atome haben einen kleinen Durchmesser, der einer Orange entspricht.Und eine gleiche Anzahl von Orangen und Äpfeln werden zusammengestellt, um einen SiC-Kristall zu bilden..
SiC ist eine binäre Verbindung, bei der der Abstand zwischen den Si-Si-Bindungen 3,89 A beträgt, wie versteht man diesen Abstand?Derzeit hat die hervorragendste Lithographiemaschine auf dem Markt eine Lithographiegenauigkeit von 3 nm, was einer Entfernung von 30 A entspricht, und die Lithographiegenauigkeit ist 8-mal so hoch wie die atomare Entfernung.
Die Si-Si-Bindungsenergie beträgt 310 kJ/mol, also können Sie verstehen, dass die Bindungsenergie die Kraft ist, die diese beiden Atome auseinanderzieht, und je größer die Bindungsenergie,Je größer die Kraft ist, die Sie brauchen, um auseinander zu ziehen.
Die Si-C-Bindung hat einen Atomabstand von 1,89 A und die Bindungsenergie beträgt 447 kJ/mol.
Im Vergleich zu herkömmlichen Halbleitermaterialien auf Siliziumbasis kann man anhand der Bindungsenergie feststellen, dass die chemischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien auf Siliziumbasis stabiler sind.
Man kann sehen, daß jedes C-Atom mit den vier nächsten Si-Atomen verbunden ist und umgekehrt jedes Si-Atom mit den vier nächsten C-Atomen verbunden ist.
Die SiC-Kristallstruktur kann auch durch die Schichtstrukturmethode beschrieben werden. Wie in der Abbildung gezeigt, besetzen mehrere C-Atome im Kristall sechs Gitterplätze in der gleichen Ebene,die eine dicht zusammengepackte Schicht von C-Atomen bilden, während Si-Atome auch sechs Gitterplätze in derselben Ebene besetzen und eine dicht verpackte Schicht von Si-Atomen bilden.
Jedes C in einer dicht verpackten Schicht von C-Atomen ist mit seinem nächsten Si verbunden und umgekehrt.Jede zwei benachbarten Schichten von C- und Si-Atomen bilden eine diatomische Schicht aus Kohlenstoff-Silizium.
Die Anordnung und Kombination von SiC-Kristallen ist sehr reichhaltig, und mehr als 200 SiC-Kristalltypen wurden entdeckt.
Dies ist ähnlich wie bei Tetris, obwohl die kleinsten Einheitsblöcke gleich sind, aber wenn die Blöcke zusammengefügt werden, bilden sie unterschiedliche Formen.
Die räumliche Struktur von SiC ist etwas komplexer als die von Tetris, und ihre kleinste Einheit verändert sich von einem kleinen Quadrat zu einem kleinen Tetraeder, einem Tetraeder, das aus C- und Si-Atomen besteht.
Um die verschiedenen Kristallformen von SiC zu unterscheiden, wird derzeit hauptsächlich die Ramsdell-Methode zur Kennzeichnung verwendet.Die Methode verwendet die Kombination von Buchstaben und Zahlen, um die verschiedenen Kristallformen von SiC darzustellen.
Hinterhalb der Fläche sind Buchstaben, die den Zelltyp des Kristalls angeben.C steht für Cubic (erster Buchstabe des englischen Kubik), H steht für Hexagonal (erster Buchstabe des englischen), R steht für Rhombus (erster Buchstabe des englischen Rhombus).Zuerst werden Zahlen platziert, um die Anzahl der Schichten der Si-C-Diatomschicht der grundlegenden Wiederholungseinheit darzustellen.
Zusätzlich zu 2H-SiC und 3C-SiC können andere kristalline Formen als eine Mischung aus Sphalerit- und Wurtzitstruktur, d. h. eng zusammengepackter hexagonaler Struktur, betrachtet werden.
Die C-Ebene bezieht sich auf die Kristallfläche (000-1) der Siliziumkarbidwafer, d. h. die Oberfläche, auf der der Kristall entlang der negativen Richtung der C-Achse geschnitten wird,und das Endatom der Oberfläche ist das Kohlenstoffatom.
Die Siliziumoberfläche bezieht sich auf die Kristallfläche (0001) der Siliziumkarbidwafer, d. h. die Oberfläche, auf der der Kristall entlang der positiven Richtung der C-Achse geschnitten wird,und das Endatom der Oberfläche ist das Siliziumatom.
Der Unterschied zwischen C-Fläche und Silizium-Fläche beeinflusst die physikalischen und elektrischen Eigenschaften von Siliziumkarbid-Wafer, wie thermische Leitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Trägermobilität,Interface-Zustand Dichte und so weiter.
Die Wahl der C-Fläche und der Silizium-Fläche beeinflusst auch den Herstellungsprozess und die Leistung von Siliziumkarbid-Geräten, wie z. B. epitaxial Wachstum, Ionenimplantation, Oxidation, Metalldeposition,Kontaktwiderstand, usw.
