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

Obecne metody wzrostu dla monokryształów SiC obejmują głównie trzy następujące: metodę fazy ciekłej, metodę osadzania chemicznego z fazy gazowej w wysokiej temperaturze i metodę transportu fazy gazowej (PVT). Spośród nich metoda PVT jest najbardziej zbadaną i dojrzałą technologią wzrostu monokryształów SiC, a jej trudności techniczne to:

(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 czego w procesie wzrostu kryształu występuje natywne naprężenie wewnętrzne, a w rezultacie powstają dyslokacje, uskoki i inne defekty.

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