Prezentarea transportului fizic al vaporilor (PVT)

Caracteristicile proprii ale SiC determină creșterea sa de un singur cristal este mai dificilă. Datorită absenței fazei lichide Si:C=1:1 la presiunea atmosferică, procesul de creștere mai matur adoptat de curentul principal al industriei semiconductoare nu poate fi utilizat pentru a crește metoda de creștere mai matură-metoda de tragere dreaptă, creuzetul descendent metoda și alte metode de creștere. După calcule teoretice, numai atunci când presiunea este mai mare de 105 atm și temperatura este mai mare de 3200 ℃, putem obține raportul stoichiometric al soluției Si:C = 1:1. metoda pvt este în prezent una dintre cele mai populare metode.

Metoda PVT are cerințe scăzute pentru echipamente de creștere, proces simplu și controlabil, iar dezvoltarea tehnologiei este relativ matură și a fost deja industrializată. Structura metodei PVT este prezentată în figura de mai jos.

Reglarea câmpului de temperatură axial și radial poate fi realizată prin controlul stării exterioare de conservare a căldurii a creuzetului de grafit. Pulberea de SiC este plasată în partea de jos a creuzetului de grafit cu temperatură mai mare, iar cristalul de semințe de SiC este fixat în partea de sus a creuzetului de grafit cu temperatură mai scăzută. Distanța dintre pulbere și cristalele de sămânță este, în general, controlată să fie de zeci de milimetri pentru a evita contactul dintre monocristalul în creștere și pulbere.

Gradientul de temperatură este de obicei în intervalul 15-35°C/cm interval. Gazul inert la o presiune de 50-5000 Pa este reținut în cuptor pentru a crește convecția. Pulberea de SiC este încălzită la 2000-2500°C prin diferite metode de încălzire (încălzire prin inducție și încălzire cu rezistență, echipamentul corespunzător este cuptorul cu inducție și cuptorul cu rezistență), iar pulberea brută se sublimează și se descompune în componente în fază gazoasă, cum ar fi Si, Si2C , SiC2, etc., care sunt transportate la capătul cristalului de însămânțare cu convecție a gazului, iar cristalele de SiC sunt cristalizate pe cristalele de însămânțare pentru a obține creșterea unui singur cristal. Rata sa de creștere tipică este de 0,1-2 mm/h.

În prezent, metoda PVT a fost dezvoltată și maturată și poate realiza producția în masă de sute de mii de bucăți pe an, iar dimensiunea sa de procesare a fost realizată de 6 inci și se dezvoltă acum la 8 inci și există, de asemenea, legate companii care utilizează realizarea probelor de cip substrat de 8 inchi. Cu toate acestea, metoda PVT are încă următoarele probleme:

• Tehnologia de pregătire a substratului SiC de dimensiuni mari este încă imatură. Deoarece metoda PVT poate fi doar în grosimea lungă longitudinală, este dificil de realizat expansiunea transversală. Pentru a obține un diametru mai mare, napolitanele SiC trebuie adesea să investească sume uriașe de bani și efort, iar odată cu dimensiunea actuală a plachetelor de SiC continuă să se extindă, această dificultate va crește doar treptat. (La fel ca și dezvoltarea Si).
• Nivelul actual de defecte pe substraturile SiC crescute prin metoda PVT este încă ridicat. Dislocațiile reduc tensiunea de blocare și cresc curentul de scurgere al dispozitivelor SiC, ceea ce afectează aplicarea dispozitivelor SiC.
• Substraturile de tip P sunt dificil de preparat prin PVT. În prezent, dispozitivele SiC sunt în principal dispozitive unipolare. Viitoarele dispozitive bipolare de înaltă tensiune vor necesita substraturi de tip p. Utilizarea substratului de tip p poate realiza creșterea epitaxiale de tip N, în comparație cu creșterea epitaxialelor de tip P pe substratul de tip N are o mobilitate mai mare a purtătorului, ceea ce poate îmbunătăți și mai mult performanța dispozitivelor SiC.