2 დიუმიანი SiC ინგოტი Dia50.8mmx10mmt 4H-N მონოკრისტალი

SiC კრისტალური ზრდის ტექნოლოგია

SiC-ის მახასიათებლები ართულებს ერთკრისტალების ზრდას. ეს ძირითადად განპირობებულია იმით, რომ არ არსებობს თხევადი ფაზა Si : C = 1 : 1 სტოიქიომეტრიული თანაფარდობით ატმოსფერულ წნევაზე და შეუძლებელია SiC გაშენება უფრო მომწიფებული ზრდის მეთოდებით, როგორიცაა პირდაპირი დახაზვის მეთოდი და ჩამოვარდნილი ჭურჭლის მეთოდი, რომელიც არის ნახევარგამტარული ინდუსტრიის საყრდენი. თეორიულად, Si : C = 1 : 1 სტოიქიომეტრიული თანაფარდობის მქონე ხსნარის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც წნევა 10E5atm-ზე მეტია და ტემპერატურა 3200℃-ზე მაღალია. ამჟამად, ძირითადი მეთოდები მოიცავს PVT მეთოდს, თხევადი ფაზის მეთოდს და მაღალი ტემპერატურის ორთქლის ფაზის ქიმიური დეპონირების მეთოდს.

ჩვენ მიერ მოწოდებული SiC ვაფლები და კრისტალები ძირითადად იზრდება ფიზიკური ორთქლის ტრანსპორტით (PVT) და ქვემოთ მოცემულია PVT-ს მოკლე შესავალი:

ფიზიკური ორთქლის ტრანსპორტირების მეთოდი (PVT) წარმოიშვა ლელის მიერ 1955 წელს გამოგონილი გაზის ფაზის სუბლიმაციის ტექნიკიდან, რომელშიც SiC ფხვნილი მოთავსებულია გრაფიტის მილში და თბება მაღალ ტემპერატურაზე, რათა SiC ფხვნილის დაშლა და სუბლიმაცია მოხდეს, შემდეგ კი გრაფიტი. მილის გაცივება ხდება და SiC ფხვნილის დაშლილი გაზის ფაზის კომპონენტები დეპონირდება და კრისტალიზდება SiC კრისტალების სახით გრაფიტის მილის მიმდებარე ტერიტორიაზე. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მეთოდი რთულია დიდი ზომის SiC ერთკრისტალების მოპოვება და გრაფიტის მილის შიგნით დეპონირების პროცესის კონტროლი რთულია, ის იდეებს აძლევს შემდგომ მკვლევარებს.

ი.მ. ტაიროვი და სხვ. რუსეთში ამ საფუძველზე შემოიღეს სათესლე კრისტალის კონცეფცია, რომელმაც გადაჭრა კრისტალების უკონტროლო ფორმის და ბირთვული პოზიციის პრობლემა SiC კრისტალების. შემდგომმა მკვლევარებმა განაგრძეს გაუმჯობესება და საბოლოოდ შეიმუშავეს ფიზიკური ორთქლის გადაცემის მეთოდი (PVT), რომელიც დღეს ინდუსტრიულად გამოიყენება.

როგორც SiC კრისტალების ზრდის ყველაზე ადრეული მეთოდი, PVT ამჟამად არის SiC კრისტალების ზრდის ყველაზე გავრცელებული მეთოდი. სხვა მეთოდებთან შედარებით, ამ მეთოდს აქვს დაბალი მოთხოვნები ზრდის აღჭურვილობისთვის, ზრდის მარტივი პროცესის, ძლიერი კონტროლირებადი, საფუძვლიანი შემუშავებისა და კვლევისთვის და უკვე ინდუსტრიული იყო.