Bemutatkozik a fizikai gőzszállítás (PVT)

A SiC saját tulajdonságai határozzák meg, hogy az egykristály növekedése nehezebb. Az atmoszférikus nyomáson lévő Si:C=1:1 folyadékfázis hiánya miatt a félvezetőipar fő áramlata által alkalmazott érettebb növekedési folyamat nem használható az érettebb növekedési módszer – egyenes húzás módszer, a leszálló tégely termesztésére. módszer és egyéb növekedési módszerek. Elméleti számítások után csak 105 atm-nél nagyobb nyomás és 3200 ℃ feletti hőmérséklet esetén kaphatjuk meg a Si:C = 1:1 oldat sztöchiometrikus arányát. A pvt módszer jelenleg az egyik legnépszerűbb módszer.

A PVT módszer alacsony növekedési igényű, egyszerű és szabályozható folyamat, a technológiai fejlesztés pedig viszonylag kiforrott, már iparosodott. A PVT módszer felépítése az alábbi ábrán látható.

Az axiális és radiális hőmérsékletmező szabályozása a grafittégely külső hőmegőrzési állapotának szabályozásával valósítható meg. A SiC port a grafittégely aljára helyezzük magasabb hőmérsékleten, a SiC oltókristályt pedig alacsonyabb hőmérsékleten a grafittégely tetejére rögzítjük. A por és az oltókristályok közötti távolságot általában több tíz milliméterre szabályozzuk, hogy elkerüljük a növekvő egykristály és a por közötti érintkezést.

A hőmérséklet-gradiens általában 15-35°C/cm intervallumban van. Az 50-5000 Pa nyomású inert gázt visszatartják a kemencében a konvekció növelése érdekében. A SiC port 2000-2500°C-ra hevítik különböző fűtési módszerekkel (indukciós fűtés és ellenállásfűtés, a megfelelő berendezés indukciós kemence és ellenálláskemence), a nyers por szublimálódik és gázfázisú komponensekre bomlik, mint például Si, Si2C. , SiC2 stb., amelyek gázkonvekcióval jutnak el az oltókristály végére, és a SiC kristályok kristályosodnak az oltókristályokon az egykristálynövekedés elérése érdekében. Jellemző növekedési üteme 0,1-2 mm/h.

Jelenleg a PVT-módszert fejlesztették ki és érlelték, és évente több százezer darab tömeggyártását képes megvalósítani, és feldolgozási mérete 6 hüvelyk, és jelenleg 8 hüvelykre fejlődik, és vannak kapcsolódó cégek a 8 hüvelykes szubsztrát chip minták megvalósításával. A PVT módszerrel azonban továbbra is a következő problémák vannak:

• A nagyméretű SiC hordozó-előkészítési technológia még kiforratlan. Mivel a PVT módszer csak a hosszanti hosszú vastagságban lehetséges, a keresztirányú tágulást nehéz megvalósítani. A nagyobb átmérőjű SiC ostyák megszerzéséhez gyakran hatalmas mennyiségű pénzt és erőfeszítést kell fektetni, és a jelenlegi SiC lapkaméret tovább növekszik, ez a nehézség csak fokozatosan fog növekedni. (Ugyanaz, mint a Si fejlődése).
• A PVT módszerrel termesztett SiC szubsztrátumokon a hibák jelenlegi szintje továbbra is magas. A diszlokációk csökkentik a SiC eszközök blokkolófeszültségét és növelik a szivárgó áramot, ami befolyásolja a SiC eszközök alkalmazását.
• A P-típusú szubsztrátumokat PVT-vel nehéz előállítani. Jelenleg a SiC eszközök főként egypólusú eszközök. A jövőbeni nagyfeszültségű bipoláris eszközökhöz p-típusú hordozókra lesz szükség. A p-típusú szubsztrát használatával megvalósítható az N-típusú epitaxiális növekedése, míg a P-típusú epitaxiális N-típusú szubsztrátumon nagyobb hordozómobilitású, ami tovább javíthatja a SiC eszközök teljesítményét.