2-calowy wlewek SiC Dia50,8 mm x 10 mmt 4H-N monokryształ

Technologia wzrostu kryształów SiC

Charakterystyka SiC utrudnia hodowlę monokryształów. Wynika to głównie z faktu, że nie ma fazy ciekłej o stechiometrycznym stosunku Si:C = 1:1 pod ciśnieniem atmosferycznym i nie ma możliwości hodowli SiC bardziej dojrzałymi metodami wzrostu, takimi jak metoda bezpośredniego ciągnienia i metoda tygla opadającego, która jest podstawą przemysłu półprzewodników. Teoretycznie roztwór o stosunku stechiometrycznym Si:C = 1:1 można otrzymać tylko przy ciśnieniu większym niż 10E5atm i temperaturze wyższej niż 3200℃. Obecnie do głównych metod należą metoda PVT, metoda w fazie ciekłej i metoda osadzania chemicznego w fazie gazowej w wysokiej temperaturze.

Dostarczane przez nas płytki i kryształy SiC są hodowane głównie poprzez fizyczny transport pary (PVT), a poniżej znajduje się krótkie wprowadzenie do PVT:

Metoda fizycznego transportu pary (PVT) wywodzi się z techniki sublimacji w fazie gazowej wynalezionej przez Lely w 1955 r., w której proszek SiC umieszcza się w grafitowej rurce i podgrzewa do wysokiej temperatury, aby proszek SiC uległ rozkładowi i sublimacji, a następnie grafitowi rura jest schładzana, a rozłożone składniki fazy gazowej proszku SiC osadzają się i krystalizują w postaci kryształów SiC w obszarze otaczającym rurę grafitową. Choć metodą tą trudno jest uzyskać monokryształy SiC o dużych rozmiarach, a proces osadzania wewnątrz rurki grafitowej jest trudny do kontrolowania, dostarcza ona pomysłów kolejnym badaczom.

YM Tairov i in. w Rosji wprowadzili na tej podstawie koncepcję kryształu zaszczepiającego, która rozwiązała problem niekontrolowanego kształtu kryształu i pozycji zarodkowania kryształów SiC. Kolejni badacze nadal udoskonalali i ostatecznie opracowali metodę fizycznego transferu pary (PVT), która jest obecnie stosowana w przemyśle.

Jako najwcześniejsza metoda wzrostu kryształów SiC, PVT jest obecnie najbardziej popularną metodą wzrostu kryształów SiC. W porównaniu z innymi metodami, metoda ta ma niskie wymagania dotyczące sprzętu hodowlanego, prosty proces wzrostu, dużą kontrolę, dokładny rozwój i badania, a także została już uprzemysłowiona.