Dlaczego istnieją płytki z węglika krzemowego w płaszczyźnie C i płaszczyźnie krzemowej?

SiC jest związkiem binarnym utworzonym przez pierwiastek Si i pierwiastek C w stosunku 1: 1, tj. 50% krzemu (Si) i 50% węgla (C), a jego podstawową jednostką strukturalną jest tetraedr SI-C.

Na przykład, atomy Si mają dużą średnicę, równoważną jabłkowi, a atomy C mają małą średnicę, równoważną pomarańczy,i równa liczba pomarańczy i jabłek jest ułożona razem tworząc kryształ SiC.

SiC jest związkiem binarnym, w którym spacja atomów wiązania Si-Si wynosi 3,89 A, jak zrozumieć tę spację?Obecnie najlepsza na rynku maszyna litograficzna ma dokładność litograficzną 3 nm, czyli odległość 30A, a dokładność litograficzna jest 8 razy większa niż odległość atomowa.

Energia wiązania Si-Si wynosi 310 kJ/mol, więc możemy zrozumieć, że energia wiązania jest siłą, która odciąga te dwa atomy, a im większa energia wiązania, tym większa jest siła wiązania.im większa siła potrzebna do rozbicia.

Odległość atomowa wiązania Si-C wynosi 1,89 A, a wielkość energii wiązania wynosi 447 kJ/mol.

W porównaniu z tradycyjnymi materiałami półprzewodnikowymi na bazie krzemu można zauważyć na podstawie energii wiązania, że właściwości chemiczne materiałów półprzewodnikowych na bazie krzemu są bardziej stabilne.

Można zobaczyć, że każdy atom C jest połączony z czterema najbliższymi atomami Si, a odwrotnie, każdy atom Si jest połączony z czterema najbliższymi atomami C.

Strukturę kryształową SiC można również opisać metodą struktury warstwowej.tworzące ściśle spakowaną warstwę atomów C, podczas gdy atomy Si zajmują również sześć miejsc siatki na tej samej płaszczyźnie i tworzą złożoną warstwę atomów Si.

Każdy C w ściśle złożonej warstwie atomów C jest połączony z najbliższym Si i odwrotnie.Każde dwie sąsiednie warstwy atomów C i Si tworzą warstwę diatomową węgla-krzemu.

Układ i kombinacje kryształów SiC są bardzo bogate, a odkryto ponad 200 typów kryształów SiC.

Jest to podobne do Tetrisu, chociaż najmniejsze bloki są takie same, ale gdy bloki są złożone razem, tworzą różne kształty.

Struktura przestrzenna SiC jest nieco bardziej złożona niż Tetris, a jego najmniejsza jednostka zmienia się z małego kwadratu na mały tetraedr, tetraedr złożony z atomów C i Si.

Aby odróżnić różne formy krystaliczne SiC, obecnie do etykietowania stosuje się głównie metodę Ramsdella.Metoda wykorzystuje kombinację liter i liczb do reprezentowania różnych form krystalicznych SiC.

Na odwrocie umieszczone są litery wskazujące typ komórki kryształu.C oznacza Cubic (pierwsza litera angielskiego cubic), H oznacza Hexagonal (pierwsza litera angielskiego), R oznacza Rhombus (pierwsza litera angielskiego rombowego).Liczby umieszczane są najpierw, aby przedstawić liczbę warstw warstwy diatomowej Si-C podstawowej jednostki powtarzającej się.

Oprócz 2H-SiC i 3C-SiC, inne formy krystaliczne można uznać za mieszaninę struktury sfalerytów i wurtytów, czyli ściśle złożoną strukturę sześciokątną.

Płaszczyzna C odnosi się do powierzchni krystalicznej (000-1) płytki z węglanu krzemowego, tj. powierzchni, na której kryształ jest cięty wzdłuż ujemnego kierunku osi C,a końcowym atomem powierzchni jest atom węgla.

Powierzchnia krzemu odnosi się do powierzchni krystalicznej (0001) płytki z węglanu krzemu, tj. powierzchni, na której kryształ jest cięty wzdłuż pozytywnego kierunku osi C,a końcowym atomem powierzchni jest atom krzemu.

Różnica między płaszczyzną C a płaszczyzną krzemową wpłynie na właściwości fizyczne i elektryczne płytki z węglanu krzemowego, takie jak przewodność cieplna, przewodność elektryczna, mobilność nośnika,gęstość stanu powierzchniowego itd..

Wybór płaszczyzny C i płaszczyzny krzemu wpłynie również na proces produkcji i wydajność urządzeń z węglem krzemu, takich jak wzrost nawierzchniowy, implantacja jonów, utlenianie, osadzenie metalu,opór kontaktowy, itp.