Сұйық фаза эпитаксисі дегеніміз не?

Сұйық фазалық эпитаксия (LPE) - қатты субстраттардағы балқымадан жартылай өткізгіш кристалдық қабаттарды өсіру әдісі.

SiC бірегей қасиеттері монокристалдарды өсіруді қиындатады. Жартылайөткізгіштер өнеркәсібінде қолданылатын тіке тарту әдісі және төмен түсетін тигель әдісі сияқты кәдімгі өсу әдістерін атмосфералық қысымда Si:C=1:1 сұйық фазасының болмауына байланысты қолдану мүмкін емес. Теориялық есептеулер бойынша ерітіндідегі Si:C=1:1 стехиометриялық қатынасына қол жеткізу үшін өсу процесі 105 атм-ден жоғары қысымды және 3200°C жоғары температураны қажет етеді.

Сұйық фазалық әдіс термодинамикалық тепе-теңдік шарттарына жақынырақ және SiC кристалдарын жақсырақ сапада өсіруге қабілетті.

Температура тигель қабырғасының жанында жоғарырақ, ал тұқымдық кристалда төмен. Өсу процесі кезінде графит тигель кристалдардың өсуі үшін С көзін қамтамасыз етеді.

1. Тигель қабырғасындағы жоғары температура С-ның жоғары ерігіштігіне әкеледі, бұл тез еруіне әкеледі. Бұл маңызды С еруі арқылы тигель қабырғасында С қаныққан ерітіндінің түзілуіне әкеледі.

2. Көп мөлшерде еріген С ерітіндісі қосалқы ерітіндінің конвекциялық токтары арқылы тұқымдық кристалдың түбіне қарай тасымалданады. Тұқымдық кристалдың төменгі температурасы С ерігіштігінің төмендеуіне сәйкес келеді, бұл төмен температураның соңында С-қаныққан ерітіндінің пайда болуына әкеледі.

3. Көмекші ерітіндідегі аса қаныққан С Si-мен қосылса, SiC кристалдары тұқымдық кристалда эпитаксистік өседі. Аса қаныққан С тұнбаға түскен кезде конвекциямен ерітінді тигель қабырғасының жоғары температуралы ұшына оралып, С ерітіп, қаныққан ерітінді түзеді.

Бұл процесс бірнеше рет қайталанады, сайып келгенде, дайын SiC кристалдарының өсуіне әкеледі.