6-calowy wafel podłoża HPSI SiC Węglik krzemu Półizolacyjne wafle SiC

Obecnie stosowane metody wzrostu monokryształów SiC obejmują trzy główne: metodę fazy ciekłej, wysokotemperaturową metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej oraz metodę fizycznego transportu z fazy gazowej (PVT). Spośród nich metoda PVT jest najlepiej zbadaną i najbardziej zaawansowaną technologią wzrostu monokryształów SiC, a jej trudności techniczne obejmują:

(1) Monokryształ SiC w wysokiej temperaturze 2300 °C nad zamkniętą komorą grafitową w celu zakończenia procesu rekrystalizacji konwersji "ciało stałe - gaz - ciało stałe", cykl wzrostu jest długi, trudny do kontrolowania i podatny na mikrotubule, inkluzje i inne defekty.

(2) Monokryształ węglika krzemu, obejmujący ponad 200 różnych typów kryształów, ale produkcja tylko jednego typu kryształu, łatwa do wytworzenia transformacja typu kryształu w procesie wzrostu skutkująca defektami wtrąceń wielu typów, proces przygotowania pojedynczego określonego typu kryształu jest trudny do kontrolowania stabilności procesu, na przykład obecnego głównego nurtu typu 4H.

(3) W polu termicznym wzrostu pojedynczego kryształu węglika krzemu występuje gradient temperatury, w wyniku którego w procesie wzrostu kryształu występuje naprężenie wewnętrzne, a w efekcie powstają dyslokacje, uskoki i inne defekty.

(4) Proces wzrostu monokryształu węglika krzemu wymaga ścisłej kontroli wprowadzania zanieczyszczeń zewnętrznych, aby uzyskać kryształ półizolacyjny o bardzo wysokiej czystości lub kryształ przewodzący z domieszką kierunkową. W przypadku półizolacyjnych podłoży z węglika krzemu stosowanych w urządzeniach RF, właściwości elektryczne muszą być osiągnięte poprzez kontrolowanie bardzo niskiego stężenia zanieczyszczeń i określonych typów defektów punktowych w krysztale.