5-2-2-1 Cristalografía de SiC: Definiciones y politipos importantes

El carburo de silicio se encuentra en muchas estructuras cristalinas diferentes, llamadas politipos. Un mas completo

La introducción a la cristalografía y el politipismo de SiC se puede encontrar en la Referencia 9. A pesar de que

todos los politipos de SiC consisten químicamente en un 50% de átomos de carbono unidos covalentemente con un 50% de átomos de silicio,

cada politipo de SiC tiene su propio conjunto distinto de propiedades de semiconductores eléctricos. Mientras haya más

100 politipos conocidos de SiC, solo unos pocos se cultivan comúnmente en una forma reproducible aceptable para su uso

como semiconductor electrónico. Los politipos de SiC más comunes que se están desarrollando actualmente para

los componentes electrónicos son 3C-SiC, 4H-SiC y 6H-SiC. La estructura del cristal atómico de los dos más comunes

politipos se muestra en la sección transversal esquemática en la Figura 5.1. Como se discutió mucho más a fondo en

Referencias 9 y 10, los diferentes politipos de SiC en realidad están compuestos por diferentes secuencias de apilamiento.

de bicapas de Si-C (también llamadas capas dobles de Si-C), donde cada bicapa de Si-C se denota con puntos

recuadros en la Figura 5.1. Cada átomo dentro de una bicapa tiene tres enlaces químicos covalentes con otros átomos en

la misma bicapa (su propia), y sólo un enlace a un átomo en una bicapa adyacente. La figura 5.1a muestra el

bicapa de la secuencia de apilamiento del politipo 4H-SiC, que requiere cuatro bicapas Si-C para definir la unidad

distancia de repetición de celda a lo largo de la dirección de apilamiento del eje c (indicada por índices de Miller). Similar,

el politipo 6H-SiC ilustrado en la Figura 5.1b repite su secuencia de apilamiento cada seis bicapas a lo largo

el cristal a lo largo de la dirección de apilamiento. La

La dirección representada en la Figura 5.1 a menudo se conoce como una de las

(junto con) las direcciones del eje a.

SiC es un semiconductor polar a través del eje c, en esa superficie

normal al eje c está terminado con átomos de silicio mientras que la superficie del eje c normal opuesto

está terminado con átomos de carbono. Como se muestra en la Figura 5.1a, estas superficies generalmente se denominan

Superficies de "cara de silicio" y "cara de carbono", respectivamente. Átomos a lo largo del borde izquierdo o derecho de la Figura 5.1a

residiría en una superficie de cristal "a-face"

plano normal a la dirección. 3C-SiC,

también conocido como β-SiC, es la única forma de SiC con una estructura de red cristalina cúbica. Los politipos no cúbicos de

En ocasiones, los SiC se denominan ambiguamente a-SiC. 4H-SiC y 6H-SiC son solo dos de los muchos.

FIGURA 5.1 Representaciones esquemáticas en sección transversal de (a) 4H-SiC y (b) estructura cristalina atómica 6H-SiC, mostrando

importantes direcciones y superficies cristalográficas.

posibles politipos de SiC con estructura cristalina hexagonal. Del mismo modo, el 15R-SiC es el más común de los

muchos politipos posibles de SiC con una estructura cristalina romboédrica.