Esittelyssä fyysinen höyrynkuljetus (PVT)

SiC:n omat ominaisuudet määräävät sen yksikiteisen kasvun olevan vaikeampaa. Koska Si:C=1:1 nestefaasia ei ole ilmakehän paineessa, puolijohdeteollisuuden valtavirran omaksumaa kypsää kasvuprosessia ei voida käyttää kypsemmän kasvumenetelmän - suoran vetomenetelmän, laskeutuvan upokkaan kasvattamiseen. menetelmä ja muut kasvumenetelmät. Teoreettisten laskelmien jälkeen vain kun paine on suurempi kuin 105 atm ja lämpötila yli 3200 ℃, voimme saada Si:C = 1:1 liuoksen stökiömetrisen suhteen. pvt-menetelmä on tällä hetkellä yksi yleisimmistä menetelmistä.

PVT-menetelmällä on alhaiset vaatimukset kasvulaitteistolle, yksinkertainen ja ohjattava prosessi, ja teknologiakehitys on suhteellisen kypsää ja jo teollistettua. PVT-menetelmän rakenne on esitetty alla olevassa kuvassa.

Aksiaalisen ja radiaalisen lämpötilakentän säätö voidaan toteuttaa ohjaamalla grafiittiupokkaan ulkoista lämmönsäilytystilaa. SiC-jauhe sijoitetaan grafiittiupokkaan pohjalle korkeammassa lämpötilassa ja SiC-siemenkiteet kiinnitetään grafiittiupokkaan yläosaan alhaisemmassa lämpötilassa. Jauheen ja siemenkiteiden välinen etäisyys säädetään yleensä kymmeniin millimetreihin, jotta vältetään kasvavan yksittäiskiteen ja jauheen välinen kosketus.

Lämpötilagradientti on yleensä välillä 15-35°C/cm. Inerttiä kaasua, jonka paine on 50-5000 Pa, pidetään uunissa konvektion lisäämiseksi. Piikarbidijauhe kuumennetaan 2000-2500°C:een eri lämmitysmenetelmillä (induktiokuumennus ja vastuslämmitys, vastaava laitteisto on induktiouuni ja vastusuuni), ja raakajauhe sublimoituu ja hajoaa kaasufaasikomponenteiksi, kuten Si, Si2C. SiC2, jne., jotka kuljetetaan siemenkiteiden päähän kaasukonvektiolla, ja SiC-kiteet kiteytetään siemenkiteille yksittäisten kiteiden kasvun saavuttamiseksi. Sen tyypillinen kasvunopeus on 0,1-2 mm/h.

Tällä hetkellä PVT-menetelmää on kehitetty ja kypsytetty, ja se voi toteuttaa satojen tuhansien kappaleiden massatuotannon vuodessa, ja sen käsittelykoko on toteutunut 6 tuumaa ja kehittyy nyt 8 tuumaksi, ja siihen liittyy myös Yritykset käyttävät toteuttamista 8-tuumainen substraatti siru näytteitä. PVT-menetelmällä on kuitenkin edelleen seuraavat ongelmat:

• Suurikokoinen piikarbidialustan valmistustekniikka on vielä kehittymätön. Koska PVT-menetelmä voi olla vain pitkittäispitkiä paksuus, poikittaislaajenemista on vaikea toteuttaa. Suuremman halkaisijan saamiseksi piikarbidikiekkojen on usein investoitava valtavia summia ja vaivaa, ja nykyisen piikarbidikiekkojen koon kasvaessa edelleen, tämä vaikeus kasvaa vain vähitellen. (Sama kuin Si:n kehitys).
• PVT-menetelmällä kasvatettujen piikarbidisubstraattien nykyinen virhetaso on edelleen korkea. Dislokaatiot vähentävät SiC-laitteiden lukitusjännitettä ja lisäävät vuotovirtaa, mikä vaikuttaa SiC-laitteiden käyttöön.
• P-tyypin substraatteja on vaikea valmistaa PVT:llä. Tällä hetkellä piikarbidit ovat pääasiassa yksinapaisia ​​laitteita. Tulevat korkeajännitteiset kaksinapaiset laitteet vaativat p-tyypin substraatteja. P-tyypin substraatin käyttö voi toteuttaa N-tyypin epitaksiaalisen kasvun, verrattuna P-tyypin epitaksiaalisen kasvuun N-tyypin substraatilla on suurempi kantoaallon liikkuvuus, mikä voi edelleen parantaa SiC-laitteiden suorituskykyä.