Technologie 5.silicon de carbure

5-2-1-1 cristallographie sic

2018-01-08

le carbure de silicium se trouve dans de nombreuses structures cristallines différentes, appelées polytypes. malgré le fait que tous les polytypes sic sont chimiquement constitués de 50% d'atomes de carbone liés de manière covalente avec 50% d'atomes de silicium, chaque polytype sic a son propre ensemble distinct de propriétés semi-conductrices électriques. Bien qu'il existe plus de 100 polytypes connus de sic, seulement quelques-uns sont couramment cultivés sous une forme reproductible acceptable pour une utilisation comme semi-conducteur électronique. les polytypes de sic les plus couramment développés pour l'électronique sont 3c-sic, 4h-sic et 6h-sic. La structure cristalline atomique des deux polytypes les plus courants est représentée dans la section transversale schématique de la figure. comme discuté beaucoup plus en détail dans les références 9 et 10, les différents polytypes de sic sont en fait composés de différentes séquences d'empilement de bicouches si-c (aussi appelées doubles couches si-c), où chaque bicouche si-c unique est désignée par le pointillé. boîtes dans la figure. chaque atome dans une bicouche a trois liaisons chimiques covalentes avec d'autres atomes dans la même bicouche (sa propre), et une seule liaison à un atome dans une bicouche adjacente. La figure 5.1a montre la bicouche de la séquence d'empilement du polytype 4h-sic, qui nécessite quatre bicouches si-c pour définir la distance de répétition de la cellule unitaire le long de la direction d'empilage de l'axe c (indiquée par les indices de meulage). de même, le polytype 6h-sic répète sa séquence d'empilement tous les six bicouches dans tout le cristal le long de la direction d'empilement. La direction représentée sur la figure est souvent appelée l'une des directions de l'axe a (avec). sic est un semi-conducteur polaire sur l'axe c, en ce sens qu'une surface normale à l'axe c est terminée par des atomes de silicium tandis que la surface normale de l'axe c opposé est terminée par des atomes de carbone. comme représenté, ces surfaces sont généralement appelées surfaces de "face de silicium" et "face de carbone", respectivement. les atomes le long du bord gauche ou droit de la figure se trouveraient sur un plan de surface cristallographique "a-face" normal à la direction. 3c-sic, également appelé β-sic, est la seule forme de sic avec une structure de réseau cristallin cubique. les polytypes non-cubiques de sic sont parfois appelés ambiguës α-sic. 4h-sic et 6h-sic ne sont que deux des nombreux polytypes sic possibles avec une structure cristalline hexagonale. de même, 15r-sic est le plus commun des nombreux polytypes sic possibles avec une structure cristalline rhomboédrique.

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