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5-4-2 croissance de 3c-sic sur des substrats de grande surface (silicium)

Technologie 5.silicon de carbure

5-4-2 croissance de 3c-sic sur des substrats de grande surface (silicium)

2018-01-08

malgré l'absence de substrats sic, les avantages potentiels de l'électronique hostile-environnement sic ont néanmoins conduit à de modestes efforts de recherche visant à obtenir des sic dans une forme de plaquette manufacturable. À cette fin, la croissance hétéroépitaxiale des couches monocristallines sur le dessus de grandes surfaces. Les substrats siliciques ont été d'abord réalisés en 1983, puis suivis par un grand nombre d'autres au cours des années en utilisant une variété de techniques de croissance. principalement en raison de grandes différences de constante de réseau (différence de ~ 20% entre sic et si) et de coefficient de dilatation thermique (différence de 8%), l'hétéroépitaxie de sic utilisant du silicium comme substrat entraîne toujours une croissance de 3c-sic avec une densité très élevée des défauts structuraux cristallographiques tels que les défauts d'empilement, les microtwins et les limites de domaine d'inversion. d'autres matériaux de plaquettes de grande taille en plus du silicium (comme le saphir, le silicium sur isolant et le tic) ont été utilisés comme substrats pour la croissance hétéroépitaxiale des épilateurs sic, mais les films résultants étaient de qualité médiocre comparable avec des densités de défauts cristallographiques élevées. l'approche 3c-sic-on-silicon la plus prometteuse à ce jour qui a atteint la densité de défauts cristallographiques la plus faible implique l'utilisation de substrats de silicium ondulants. Cependant, même avec cette approche très novatrice, les densités de dislocation restent très élevées par rapport aux plaquettes sic hexagonales en silicium et en vrac.

Alors que certains dispositifs et circuits électroniques semi-conducteurs limités ont été implémentés en 3c-sic cultivé sur silicium, les performances de ces composants électroniques (à ce jour) peuvent être résumées comme fortement limitées par la haute densité de défauts cristallographiques dans la mesure où les avantages opérationnels discutés à la section 5.3 ont été raisonnablement réalisés. parmi d'autres problèmes, les défauts cristallins \"fuient\" le courant parasite à travers des jonctions de dispositif à polarisation inverse où le courant n'est pas souhaité. Parce que les défauts cristallins excessifs conduisent à des défaillances du dispositif électrique, il n'y a pas encore d'électronique commerciale fabriquée en 3c-sic cultivée sur des substrats de grande surface. ainsi, 3c-sic cultivé sur silicium a actuellement plus de potentiel en tant que matériau mécanique dans les applications de systèmes microélectromécaniques (mems) (section 5.6.5) au lieu d'être utilisé uniquement comme semi-conducteur dans l'électronique transistor traditionnelle.

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