SiC هو مركب ثنائي يتكون من عنصر Si وعنصر C بنسبة 1: 1 ، أي 50٪ من السيليكون (Si) و 50٪ من الكربون (C) ، ووحدتها الهيكلية الأساسية هي SI-C tetrahedron.
على سبيل المثال، ذرات الـ Si ذات قطر كبير، يعادل تفاحة، و ذرات C صغيرة في القطر، تعادل برتقالة،و عدد متساو من البرتقال والفاصوليا يتم تجميعها معا لتشكيل بلورات SiC.
SiC هو مركب ثنائي، حيث المسافة بين ذرات الروابط Si-Si هي 3.89 A، كيف نفهم هذا المسافة؟في الوقت الحاضر، آلة التصوير الحجري الممتازة في السوق لديها دقة التصوير الحجري من 3 نانومتر، وهو مسافة 30A، ودقة التصوير الحجري هو 8 أضعاف المسافة الذرية.
طاقة رابطة Si-Si هي 310 kJ/mol، لذلك يمكنك أن تفهم أن طاقة الربط هي القوة التي تسحب هذين الذرات بعيدا، وكلما كانت طاقة الربط أكبر،كلما زادت القوة التي تحتاجها للفصل.
المسافة الذرية لربط Si-C هي 1.89 A وحجم طاقة الربط هو 447 kJ / mol.
بالمقارنة مع مواد أشباه الموصلات التقليدية القائمة على السيليكون ، يمكن أن يرى من طاقة الرابطة أن الخصائص الكيميائية لمواد أشباه الموصلات القائمة على السيليكون أكثر استقراراً.
يمكن أن نرى أن أي ذرة C مرتبطة بأربعة ذرات Si الأقرب، وعكس ذلك، أي ذرة Si مرتبطة بأربعة ذرات C الأقرب.
يمكن أيضًا وصف بنية بلور SiC عن طريق طريقة الهيكل الطبقي. كما هو موضح في الشكل ، تشغل العديد من ذرات C في البلور ستة مواقع شبكة على نفس المستوى ،تشكل طبقة من ذرات C، في حين أن ذرات الـ Si تحتل أيضًا ستة مواقع شبكة على نفس الطائرة وتشكل طبقة مقيدة من ذرات الـ Si.
كل C في طبقة مقيدة من ذرات C متصلة بأقرب Si لها ، والعكس صحيح.كل طبقتين مجاورتين من ذرات C و Si تشكلان طبقة ثنائية الذرات من الكربون والسيليكون.
الترتيب ومزيج بلورات SiC غني جداً، وقد تم اكتشاف أكثر من 200 نوع من بلورات SiC.
هذا يشبه لعبة التيتريس، على الرغم من أن أصغر وحدات الكتل هي نفسها، ولكن عندما يتم وضع الكتل معا، فإنها تشكل أشكال مختلفة.
الهيكل المكاني لـ SiC أكثر تعقيداً قليلاً من Tetris، وتتغير أصغر وحدة منه من مربع صغير إلى تيترايدر صغير، وهو تيترايدر مكون من ذرات C و Si.
من أجل التمييز بين الأشكال البلورية المختلفة لـ SiC ، يتم استخدام طريقة Ramsdell بشكل رئيسي للتسمية حاليًا.تستخدم الطريقة مزيجًا من الحروف والأرقام لتمثيل الأشكال البلورية المختلفة لـ SiC.
يتم وضع الحروف في الجزء الخلفي للإشارة إلى نوع الخلية من البلور.C تعني مكعب (الحرف الأول من الكعب الإنجليزي) ، H تعني هيكساجونال (الحرف الأول من الإنجليزية) ، R تعني الرومبوس (الحرف الأول من الرومبوس الإنجليزي).يتم وضع الأرقام أولاً لتمثيل عدد طبقات الطبقة الدياتومية Si-C من الوحدة المتكررة الأساسية.
بالإضافة إلى 2H-SiC و 3C-SiC ، يمكن اعتبار الأشكال البلورية الأخرى خليطًا من بنية sphalerite و wurtzite ، أي بنية هيكساجونال متماسكة.
يشير المستوى C إلى الوجهة البلورية (000-1) للوفحة الكربيد السيليكونية ، أي السطح الذي يتم قطع البلور عليه على طول الاتجاه السلبي من المحور C ،والذرة النهائية من السطح هي ذرة الكربون.
السطح السيليكوني يشير إلى الوجه البلورية (0001) من رقاقة كربيد السيليكون، أي السطح الذي يتم قطع البلور عليه على طول الاتجاه الإيجابي من المحور C،والذرة النهائية للسطح هي ذرة السيليكون.
الفرق بين C-المسطح ومسطح السيليكون سوف تؤثر على الخصائص الفيزيائية والكهربائية من رقاقة الكربيد السيليكون، مثل التوصيل الحراري، التوصيل الكهربائي، تحرك الناقل،كثافة الحالة الواجهة وهلم جرا.
اختيار C-طائرة وطائرة السيليكون سوف تؤثر أيضا على عملية تصنيع وأداء أجهزة كربيد السيليكون، مثل النمو البصري، زرع الأيونات، الأكسدة، ترسب المعادن،مقاومة الاتصال، إلخ
