Miksi valita nestefaasiepitaksimenetelmä?

SiC:n ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät yksittäisten kiteiden kasvattamisesta haastavaa. Puolijohdeteollisuudessa käytettyjä tavanomaisia ​​kasvatusmenetelmiä, kuten suoravetomenetelmää ja laskeutuvaa upokasmenetelmää, ei voida soveltaa, koska Si:C=1:1 nestefaasia ei ole ilmakehän paineessa. Kasvuprosessi vaatii yli 105 atm:n paineen ja yli 3200 °C:n lämpötilan stoikiometrisen suhteen Si:C=1:1 saavuttamiseksi liuoksessa teoreettisten laskelmien mukaan.

Verrattuna PVT-menetelmään, nestefaasimenetelmällä piikarbidin kasvattamiseksi on seuraavat edut:

1. alhainen dislokaatiotiheys. SiC-substraattien dislokaatioiden ongelma on ollut avain piikarbidilaitteiden suorituskyvyn rajoittamiseen. Substraatissa olevat tunkeutuvat dislokaatiot ja mikrotubulukset siirtyvät epitaksiaaliseen kasvuun, mikä lisää laitteen vuotovirtaa ja vähentää estojännitettä ja läpilyöntisähkökenttää. Toisaalta nestefaasin kasvumenetelmällä voidaan merkittävästi alentaa kasvulämpötilaa, vähentää lämpörasituksen aiheuttamia dislokaatioita jäähtyessään korkean lämpötilan tilasta ja estää tehokkaasti dislokaatioiden syntymistä kasvuprosessin aikana. Toisaalta nestefaasin kasvuprosessi voi toteuttaa muunnoksen eri dislokaatioiden välillä, Threading Screw Dislocation (TSD) tai Threading Edge Dislocation (TED) muuttuu kasvuprosessin aikana pinoamisvikaksi (SF) muuttaen etenemissuuntaa. ja lopulta purkautuu kerrosvikaan. Etenemissuuntaa muutetaan ja lopulta puretaan kiteen ulkopuolelle, mikä ymmärtää kasvavan kiteen dislokaatiotiheyden vähenemisen. Siten voidaan saada korkealaatuisia SiC-kiteitä, joissa ei ole mikrotubuluksia ja joilla on alhainen dislokaatiotiheys, parantamaan SiC-pohjaisten laitteiden suorituskykyä.

2. On helppo toteuttaa suurempikokoinen alusta. PVT-menetelmää, poikittaisen lämpötilan vuoksi on vaikea hallita, samaan aikaan kaasufaasitilaa poikkileikkauksessa on vaikea muodostaa vakaa lämpötilajakauma, mitä suurempi halkaisija, mitä pidempi muovausaika, sitä vaikeampi hallita, kustannukset ja ajankulutus ovat suuria. Nestefaasimenetelmä mahdollistaa suhteellisen yksinkertaisen halkaisijan laajentamisen olkapään irrotustekniikan avulla, mikä auttaa saamaan suurempia substraatteja nopeasti.

3. P-tyypin kiteitä voidaan valmistaa. Nestefaasimenetelmä korkeasta kasvupaineesta johtuen, lämpötila on suhteellisen alhainen, ja Al:n olosuhteissa ei ole helppo haihtua ja hävitä, nestefaasimenetelmällä juoksuteliuoksella, johon on lisätty Al:ta, voi olla helpompi saada korkea P-tyypin SiC-kiteiden kantajapitoisuus. PVT-menetelmällä on korkea lämpötila, P-tyypin parametri on helppo haihtua.

Samoin nestefaasimenetelmässä on myös joitain vaikeita ongelmia, kuten virtauksen sublimoituminen korkeissa lämpötiloissa, epäpuhtauspitoisuuden hallinta kasvavassa kiteessa, juoksutteen kääre, kelluvien kiteiden muodostuminen, jäännösmetalli-ionit apuliuottimessa ja suhde. C: Si on tiukasti hallittavissa suhteessa 1:1 ja muita vaikeuksia.