Halbleiterbauelemente mit großer Bandlücke auf Siliziumkarbidbasis könnten die Elektronik revolutionieren

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Das Wachstum von hochwertigen Substraten für mikroelektronische Anwendungen ist eines der Schlüsselelemente, die dazu beitragen, die Gesellschaft zu einer nachhaltigeren grünen Wirtschaft zu bewegen.

Heute spielt Silizium eine zentrale Rolle in der Halbleiterindustrie für mikro- und nanoelektronische Geräte.Siliciumwafer aus hochreinem (99,0% oder höher) einkristallinem Material können durch eine Kombination von Flüssigwachstumsmethoden, wie das Ziehen eines Impfkristalls aus der Schmelze und durch anschließende Epitaxie erhalten werden.

Der Haken ist, dass das erstere Verfahren nicht für das Wachstum von Siliziumkarbid (SiC) verwendet werden kann, da es keine Schmelzphase hat.In der Zeitschrift Applied Physics Reviews beschreiben Giuseppe Fisicaro und ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Antonio La Magna eine theoretische und experimentelle Studie über die atomaren Mechanismen, die die erweiterte Defektkinetik in kubischem SiC (3C-SiC) bestimmen, das eine diamantartige Zinkblende (ZnS)-Kristallstruktur aufweist, die sowohl Stapel- als auch Antiphaseninstabilitäten aufweist.”Die Entwicklung eines technologischen Rahmens für die Kontrolle von kristallinen Unvollkommenheiten innerhalb von SiC für Anwendungen mit großer Bandlücke kann eine Strategie sein, die das Spiel verändern kann”, sagte Fisicaro.

Die Studie der Forscher zeigt die atomistischen Mechanismen auf, die für die ausgedehnte Defekterzeugung und -entwicklung verantwortlich sind.”Anti-Phasengrenzen – planare kristallographische Defekte, die die Kontaktgrenze zwischen zwei Kristallbereichen mit geschalteten Bindungen (C-Si anstelle von Si-C) darstellen – sind eine kritische Quelle für andere ausgedehnte Defekte in einer Vielzahl von Konfigurationen”, sagte er.

Die letztendliche Reduzierung dieser gegenphasigen Grenzen “ist besonders wichtig, um Kristalle von guter Qualität zu erhalten, die in elektronischen Geräten verwendet werden können und rentable kommerzielle Erträge ermöglichen”, sagte Fisicaro.Also entwickelten sie einen innovativen Simulations-Monte-Carlo-Code, der auf einem Übergitter basiert, d.h.

einem räumlichen Gitter, das sowohl den perfekten SiC-Kristall als auch alle Kristallunvollkommenheiten enthält.

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Es trug dazu bei, “Licht in die verschiedenen Mechanismen der….

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