PVT módszerrel előállított SiC kristályok

A szilícium-karbid egykristályok előállításának fő módszere a fizikai gőzszállítás (PVT) módszer. Ez a módszer főleg akvarccső üreg, akvarccső üreg(indukciós tekercs vagy grafitfűtő),grafit karbon filc szigetelésanyag, agrafittégely, egy szilícium-karbid magkristály, szilícium-karbid por és egy magas hőmérsékletű hőmérő. A szilícium-karbid por a grafittégely alján található, míg a magkristály a tetején van rögzítve. A kristálynövekedés folyamata a következő: a tégely alján a hőmérsékletet melegítéssel (indukcióval vagy ellenállással) 2100-2400 °C-ra emeljük. A tégely alján lévő szilícium-karbid por ezen a magas hőmérsékleten lebomlik, és gáz halmazállapotú anyagokat termel, mint például Si, Si2C és SiC2. Az üregen belüli hőmérséklet- és koncentrációgradiens hatására ezek a gáznemű anyagok a magkristály alacsonyabb hőmérsékletű felületére kerülnek, és fokozatosan kondenzálódnak és magképződnek, ami végső soron a szilícium-karbid kristály növekedését éri el.

A szilícium-karbid kristályok fizikai gőzszállítási módszerrel történő termesztése során a következőket kell figyelembe venni:

1) A kristálynövekedési hőmérsékletmezőn belüli grafitanyag tisztaságának meg kell felelnie a követelményeknek. A grafit részek tisztasága 5×10-6-nál, a szigetelőfilcé pedig 10×10-6-nál kisebb legyen. Ezek közül a B és Al elemek tisztaságának 0,1×10-6 alatt kell lennie, mivel ez a két elem szabad lyukakat hoz létre a szilícium-karbid növekedése során. E két elem túlzott mennyisége a szilícium-karbid instabil elektromos tulajdonságaihoz vezet, ami befolyásolja a szilícium-karbid eszközök teljesítményét. Ugyanakkor a szennyeződések jelenléte kristályhibákhoz és elmozduláshoz vezethet, ami végső soron befolyásolja a kristály minőségét.

2) A magkristály polaritását megfelelően kell megválasztani. Bebizonyosodott, hogy a C(0001) sík használható 4H-SiC kristályok, a Si(0001) sík pedig 6H-SiC kristályok növesztésére.

3) Használjon tengelyen kívüli magkristályokat a növekedéshez. A tengelyen kívüli magkristály optimális szöge 4°, amely a kristály orientációja felé mutat. A tengelyen kívüli magkristályok nemcsak megváltoztathatják a kristálynövekedés szimmetriáját és csökkenthetik a kristály hibáit, hanem lehetővé teszik a kristály meghatározott kristályorientáció mentén történő növekedését is, ami előnyös az egykristályos kristályok előállításához. Ugyanakkor egyenletesebbé teheti a kristálynövekedést, csökkentheti a belső feszültséget és feszültséget a kristályban, és javíthatja a kristály minőségét.

4) Jó magkristály-kötési folyamat. A magkristály hátsó oldala magas hőmérsékleten lebomlik és szublimál. A kristálynövekedés során a kristály belsejében hatszögletű üregek vagy akár mikrocsőhibák is kialakulhatnak, súlyos esetekben pedig nagy felületű polimorf kristályok keletkezhetnek. Ezért a magkristály hátsó oldalát elő kell kezelni. A magkristály Si felületére körülbelül 20 μm vastagságú sűrű fotoreziszt réteget lehet bevonni. Körülbelül 600 °C-os magas hőmérsékletű elszenesedés után sűrű elszenesedett filmréteg képződik. Ezután magas hőmérsékleten és nyomáson grafitlemezhez vagy grafitpapírhoz ragasztják. Az így kapott oltókristály nagymértékben javíthatja a kristályosodás minőségét, és hatékonyan gátolja az oltókristály hátoldalának ablációját.

1) A kristálynövekedési hőmérsékletmezőn belüli grafitanyag tisztaságának meg kell felelnie a követelményeknek. A grafit részek tisztasága 5×10-6-nál, a szigetelőfilcé pedig 10×10-6-nál kisebb legyen. Ezek közül a B és Al elemek tisztaságának 0,1×10-6 alatt kell lennie, mivel ez a két elem szabad lyukakat hoz létre a szilícium-karbid növekedése során. E két elem túlzott mennyisége a szilícium-karbid instabil elektromos tulajdonságaihoz vezet, ami befolyásolja a szilícium-karbid eszközök teljesítményét. Ugyanakkor a szennyeződések jelenléte kristályhibákhoz és elmozduláshoz vezethet, ami végső soron befolyásolja a kristály minőségét.

A Semicorex kiváló minőséget kínálgrafit alkatrészekSiC kristályok növekedéséhez. Ha kérdése van, vagy további részletekre van szüksége, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk.

Telefonszám: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com