2 დიუმიანი SiC ზოდი, დიამეტრი 50.8 მმ x 10 მმ, 4H-N მონოკრისტალური
SiC კრისტალების ზრდის ტექნოლოგია
SiC-ის მახასიათებლები ართულებს მონოკრისტალების მოყვანას. ეს ძირითადად განპირობებულია იმით, რომ ატმოსფერული წნევის დროს არ არსებობს თხევადი ფაზა Si:C = 1:1 სტექიომეტრიული თანაფარდობით და შეუძლებელია SiC-ის მოყვანა უფრო განვითარებული ზრდის მეთოდებით, როგორიცაა პირდაპირი გაწოვის მეთოდი და ვარდნის ტილომეტრიული მეთოდი, რომლებიც ნახევარგამტარების ინდუსტრიის ძირითად საყრდენებს წარმოადგენს. თეორიულად, Si:C = 1:1 სტექიომეტრიული თანაფარდობის ხსნარის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც წნევა 10E5ატმ-ზე მეტია და ტემპერატურა 3200℃-ზე მაღალია. ამჟამად, ძირითადი მეთოდები მოიცავს PVT მეთოდს, თხევად ფაზის მეთოდს და მაღალტემპერატურულ ორთქლის ფაზის ქიმიური დალექვის მეთოდს.
ჩვენს მიერ მოწოდებული SiC ვაფლები და კრისტალები ძირითადად მოჰყავთ ფიზიკური ორთქლის ტრანსპორტირებით (PVT) და ქვემოთ მოცემულია PVT-ის მოკლე შესავალი:
ფიზიკური ორთქლის ტრანსპორტირების (PVT) მეთოდი წარმოიშვა ლელის მიერ 1955 წელს გამოგონილი აირადი ფაზის სუბლიმაციის ტექნიკიდან, რომლის დროსაც SiC ფხვნილი თავსდება გრაფიტის მილში და თბება მაღალ ტემპერატურამდე SiC ფხვნილის დაშლისა და სუბლიმაციის მიზნით, შემდეგ გრაფიტის მილი ცივდება და SiC ფხვნილის დაშლილი აირადი ფაზის კომპონენტები ილექება და კრისტალდება SiC კრისტალების სახით გრაფიტის მილის მიმდებარე ტერიტორიაზე. მიუხედავად იმისა, რომ ამ მეთოდით რთულია დიდი ზომის SiC მონოკრისტალების მიღება და გრაფიტის მილში დალექვის პროცესის კონტროლი რთულია, ის იდეებს აძლევს შემდგომ მკვლევარებს.
ამის საფუძველზე რუსეთში ი.მ. ტაიროვმა და სხვებმა შემოიღეს „სათესლე კრისტალის“ კონცეფცია, რამაც გადაჭრა SiC კრისტალების უკონტროლო კრისტალის ფორმისა და ბირთვის წარმოქმნის პოზიციის პრობლემა. შემდგომმა მკვლევარებმა განაგრძეს გაუმჯობესება და საბოლოოდ შეიმუშავეს ფიზიკური ორთქლის გადაცემის (PVT) მეთოდი, რომელიც დღეს ინდუსტრიულად გამოიყენება.
როგორც SiC კრისტალების ზრდის უძველესი მეთოდი, PVT ამჟამად SiC კრისტალების ზრდის ყველაზე გავრცელებული მეთოდია. სხვა მეთოდებთან შედარებით, ამ მეთოდს ახასიათებს ზრდის აღჭურვილობის დაბალი მოთხოვნები, მარტივი ზრდის პროცესი, ძლიერი კონტროლირებადობა, საფუძვლიანი შემუშავება და კვლევა და უკვე ინდუსტრიალიზებულია.
დეტალური დიაგრამა
