Miért válassza a folyadékfázisú epitaxiás módszert?

A SiC egyedi tulajdonságai kihívást jelentenek az egykristályok termesztésében. A félvezetőiparban használt hagyományos növesztési módszerek, mint például az egyenes húzásos módszer és a leszálló tégelyes módszer nem alkalmazhatók, mivel atmoszférikus nyomáson nincs Si:C=1:1 folyadékfázis. A növekedési folyamathoz 105 atm-nél nagyobb nyomásra és 3200 °C-nál magasabb hőmérsékletre van szükség ahhoz, hogy az Si:C=1:1 sztöchiometrikus arányt elérjük az oldatban, az elméleti számítások szerint.

A PVT módszerhez képest a szilícium-karbid folyékony fázisú módszere a következő előnyökkel rendelkezik:

1. alacsony diszlokációs sűrűség. a SiC-hordozók diszlokációinak problémája volt a kulcs a SiC-eszközök teljesítményének korlátozásában. A szubsztrátban lévő behatoló diszlokációk és mikrotubulusok az epitaxiális növekedésbe kerülnek, növelve a készülék szivárgó áramát és csökkentve a blokkoló feszültséget és a letörési elektromos mezőt. A folyadékfázisú növekedési módszer egyrészt jelentősen csökkentheti a növekedési hőmérsékletet, csökkentheti a magas hőmérsékletű állapotból történő lehűlés során a termikus stressz okozta diszlokációkat, valamint hatékonyan gátolja a növekedési folyamat során a diszlokációk kialakulását. Másrészt a folyadékfázisú növekedési folyamat megvalósíthatja a különböző diszlokációk közötti konverziót, a Threading Screw Dislocation (TSD) vagy Threading Edge Dislocation (TED) a növekedési folyamat során halmozási hibává (SF) alakul át, megváltoztatva a terjedési irányt. , és végül lemerült a réteghibába. A terjedési irány megváltozik, és végül a kristályon kívülre távozik, megvalósítva a diszlokációs sűrűség csökkenését a növekvő kristályban. Így a SiC alapú eszközök teljesítményének javítása érdekében kiváló minőségű, mikrotubulusok nélküli és alacsony diszlokációs sűrűségű SiC kristályok nyerhetők.

2. Könnyen kivitelezhető a nagyobb méretű hordozó. PVT módszer, a keresztirányú hőmérséklet miatt nehezen szabályozható, ugyanakkor a keresztmetszetben a gázfázisú állapot nehezen alakítható ki stabil hőmérséklet-eloszlás, minél nagyobb az átmérő, minél hosszabb a formázási idő, annál nehezebb az ellenőrzéshez nagy a költség és az időfelhasználás is. A folyadékfázisú módszer viszonylag egyszerű átmérő-tágítást tesz lehetővé a váll-kioldó technikán keresztül, ami elősegíti a nagyobb szubsztrátumok gyors elérését.

3. P-típusú kristályok állíthatók elő. Folyadékfázisú módszer a magas növekedési nyomás miatt, a hőmérséklet viszonylag alacsony, és az Al körülményei között nem könnyű elpárologni és elveszteni, a folyadékfázisú módszerrel folyasztószeres oldattal Al hozzáadásával könnyebben lehet magas P-típusú SiC kristályok hordozókoncentrációja. A PVT módszer magas hőmérsékletű, a P-típusú paraméter könnyen elpárologtatható.

Hasonlóképpen, a folyadékfázisú módszer is szembesül néhány nehéz problémával, mint például a fluxus szublimációja magas hőmérsékleten, a szennyeződések koncentrációjának szabályozása a növekvő kristályban, a fluxus burkolása, a lebegő kristályképződés, a maradék fémionok a társoldószerben és az arány C: Si-t szigorúan 1:1 arányban kell szabályozni, és egyéb nehézségek miatt.