2020-03-17
2020-03-09
炭化ケイ素は、ポリタイプと呼ばれる多くの異なる結晶構造で生じる。全てのシックポリタイプが化学的に50％のケイ素原子と共有結合した50％の炭素原子からなるにもかかわらず、それぞれのポリタイプはそれ自身の別個の電気的半導体特性セットを有する。 100種類を超える既知のポリタイプが存在するが、電子半導体として使用するのに許容される再現可能な形態では、わずかしか成長しない。エレクトロニクスのために現在開発されている最も一般的なポリタイプは、3c-sic、4h-sic、および6h-sicです。 2つの最も一般的なポリタイプの原子結晶構造は、図の概略断面図に示されている。参考文献9および10でより完全に議論されているように、異なるpolytypesは実際にはsi-c二重層（si-c二重層とも呼ばれる）の異なる積層順序で構成され、各単一si-c二重層は点線図のボックス。二重層内の各原子は、同じ（それ自身の）二重層中の他の原子との3つの共有化学結合、および隣接する二重層内の原子に対する1つの結合のみを有する。図5.1aは、c軸積層方向に沿った単位セル反復距離（ミキサーインデックスで示される）を定義するために4つのsi-c二重層を必要とする、4h-polyポリタイプの積み重ねシーケンスの二重層を示す。同様に、6hのポリタイプは、積層方向に沿って結晶全体にわたって6つの二重層ごとにその積層順序を繰り返す。図に描かれた方向は、a軸方向の1つと（しばしば）一緒に呼ばれる。 sicは、c軸に垂直な一方の表面がシリコン原子で終端され、反対の通常のc軸表面が炭素原子で終端されるという点で、c軸を横切る極性半導体である。示されるように、これらの表面は、典型的にはそれぞれ「シリコン面」および「カーボン面」表面と呼ばれる。図の左端または右端に沿った原子は、その方向に垂直な「a面」結晶表面上に存在する。 β-sicとも呼ばれる3c-sicは、立方晶の格子構造を有する唯一の形態の構造である。 sicの非立方体のポリタイプは時にはあいまいにα-sicと呼ばれます。 4h-sicおよび6h-sicは、六角形の結晶構造を有する多くの可能性のあるsicポリタイプのうちの2つだけである。同様に、15r-sicは、菱面体構造の結晶構造を有する多くの可能性のある多型の中で最も一般的である。
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