SiC es un compuesto binario formado por el elemento Si y el elemento C en proporción 1: 1, es decir, 50% de silicio (Si) y 50% de carbono (C), y su unidad estructural básica es el tetraedro SI-C.
Por ejemplo, los átomos de Si son grandes en diámetro, equivalente a una manzana, y los átomos de C son pequeños en diámetro, equivalente a una naranja,y un número igual de naranjas y manzanas se apilan para formar un cristal de SiC.
SiC es un compuesto binario, en el que el espacio entre los átomos de los enlaces Si-Si es de 3.89 A, ¿cómo entender este espacio?En la actualidad, la máquina de litografía más excelente del mercado tiene una precisión de litografía de 3nm, que es una distancia de 30A, y la precisión de litografía es 8 veces la distancia atómica.
La energía del enlace Si-Si es de 310 kJ/mol, así que puedes entender que la energía del enlace es la fuerza que separa estos dos átomos, y cuanto mayor sea la energía del enlace,Cuanto mayor sea la fuerza que necesitas para separar.
El espacio atómico del enlace Si-C es de 1,89 A y el tamaño de la energía del enlace es de 447 kJ/mol.
En comparación con los materiales semiconductores tradicionales basados en silicio, se puede ver por la energía de enlace que las propiedades químicas de los materiales semiconductores basados en silicio son más estables.
Se puede ver que cualquier átomo de C está conectado a los cuatro átomos de Si más cercanos, y a la inversa, cualquier átomo de Si está conectado a los cuatro átomos de C más cercanos.
La estructura cristalina de SiC también se puede describir por el método de estructura en capas.formando una capa de átomos de C muy unidos, mientras que los átomos de Si también ocupan seis sitios de la cuadrícula en el mismo plano y forman una capa de átomos de Si.
Cada C en una capa compacta de átomos C está conectado a su Si más cercano, y viceversa.Cada dos capas adyacentes de átomos de C y Si forman una capa diatómica de carbono y silicio.
La disposición y combinación de los cristales de SiC son muy ricos, y se han descubierto más de 200 tipos de cristales de SiC.
Esto es similar a Tetris, aunque los bloques más pequeños son los mismos, pero cuando los bloques se unen, forman formas diferentes.
La estructura espacial de SiC es ligeramente más compleja que Tetris, y su unidad más pequeña cambia de un pequeño cuadrado a un pequeño tetraedro, un tetraedro compuesto por átomos de C y Si.
Con el fin de distinguir las diferentes formas cristalinas de SiC, el método Ramsdell se utiliza principalmente para el etiquetado en la actualidad.El método utiliza la combinación de letras y números para representar las diferentes formas cristalinas de SiC.
Las letras se colocan en la parte posterior para indicar el tipo de célula del cristal.C significa Cubico (primera letra del inglés cúbico), H significa Hexagonal (primera letra del inglés), R significa Rombo (primera letra del inglés rombo).Los números se colocan primero para representar el número de capas de la capa diatómica Si-C de la unidad repetitiva básica.
Además del 2H-SiC y el 3C-SiC, otras formas cristalinas pueden considerarse una mezcla de estructura de esfarerita y wurtzita, es decir, una estructura hexagonal compacta.
El plano C se refiere a la cara de cristal (000-1) de la oblea de carburo de silicio, es decir, la superficie en la que el cristal se corta a lo largo de la dirección negativa del eje C,y el átomo final de la superficie es el átomo de carbono.
La superficie de silicio se refiere a la cara de cristal (0001) de la oblea de carburo de silicio, es decir, la superficie en la que el cristal se corta a lo largo de la dirección positiva del eje C,y el átomo terminal de la superficie es el átomo de silicio.
La diferencia entre el plano C y el plano de silicio afectará las propiedades físicas y eléctricas de la oblea de carburo de silicio, como la conductividad térmica, la conductividad eléctrica, la movilidad del portador,densidad del estado de interfaz y así sucesivamente.
La elección del plano C y el plano de silicio también afectará el proceso de fabricación y el rendimiento de los dispositivos de carburo de silicio, como el crecimiento epitaxial, la implantación de iones, la oxidación, la deposición de metales,resistencia al contacto, etc.
