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5-2-1-1 sic cristallografia

5. tecnologia al carburo di silicio

5-2-1-1 sic cristallografia

2018-01-08

il carburo di silicio si presenta in molte strutture cristalline, chiamate politipi. nonostante il fatto che tutti i politipi di sic siano costituiti chimicamente da atomi di carbonio al 50% legati in modo covalente con atomi di silicio al 50%, ciascun tipo di politene ha un proprio insieme distinto di proprietà elettriche dei semiconduttori. mentre ci sono oltre 100 politipi noti di sic, solo pochi sono comunemente coltivati ​​in una forma riproducibile accettabile per l'uso come un semiconduttore elettronico. i più comuni politipi di sic attualmente sviluppati per l'elettronica sono 3c-sic, 4h-sic e 6h-sic. la struttura cristallina atomica dei due politipi più comuni è mostrata nella sezione trasversale schematica in figura. come discusso molto più dettagliatamente nei riferimenti 9 e 10, i diversi politipi di sic sono in realtà composti da diverse sequenze di impilamento di doppi strati di si-c (detti anche strati doppio di si-c), dove ogni singolo doppio strato di si-c è denotato dal scatole in figura. ogni atomo all'interno di un doppio strato ha tre legami chimici covalenti con altri atomi nello stesso doppio strato e un solo legame con un atomo in un doppio strato adiacente. la figura 5.1a mostra il doppio strato della sequenza di impilamento del politipo 4h-sic, che richiede quattro bistrati di si-c per definire la distanza di ripetizione della cella unitaria lungo la direzione di impilamento dell'asse c (indicata dagli indici del miller). allo stesso modo, il polytype 6h-sic ripete la sua sequenza di impilamento ogni sei doppi in tutto il cristallo lungo la direzione di impilamento. La direzione rappresentata in figura viene spesso indicata come una (insieme con) le direzioni dell'asse. sic è un semiconduttore polare attraverso l'asse c, in quanto una superficie normale all'asse c termina con atomi di silicio mentre la superficie dell'asse c normale opposta termina con atomi di carbonio. come mostrato, queste superfici sono generalmente indicate come superfici di "faccia di silicio" e "faccia di carbonio", rispettivamente. gli atomi lungo il bordo sinistro o destro della figura risiedono sul piano di superficie cristallino "a faccia" normale alla direzione. 3c-sic, indicato anche come β-sic, è l'unica forma di sic con una struttura a reticolo cristallino cubico. i politipi non casuali di sic sono talvolta definiti ambiguamente come α-sic. 4h-sic e 6h-sic sono solo due dei molti possibili politipi con struttura cristallina esagonale. allo stesso modo, 15r-sic è il più comune tra i tanti possibili politipi con una struttura cristallina romboedrica.

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