Физикалық бу тасымалдауды (PVT) енгізу

SiC-тің өзіндік сипаттамалары оның монокристалды өсуін қиындатады. Атмосфералық қысымда Si:C=1:1 сұйық фазасының болмауына байланысты жартылай өткізгіш өнеркәсібінің негізгі ағыны қабылдаған неғұрлым жетілген өсу процесі неғұрлым жетілген өсу әдісін өсіру үшін пайдаланыла алмайды - түзу тарту әдісі, төмендейтін тигель. әдісі және өсудің басқа әдістері. Теориялық есептеулерден кейін қысым 105 атм-ден жоғары және температура 3200 ℃ жоғары болғанда ғана Si:C = 1:1 ерітіндісінің стехиометриялық қатынасын алуға болады. pvt әдісі қазіргі уақытта ең негізгі әдістердің бірі болып табылады.

PVT әдісі өсу жабдықтарына төмен талаптарға ие, қарапайым және басқарылатын процесс және технологияның дамуы салыстырмалы түрде жетілген және қазірдің өзінде индустрияландырылған. PVT әдісінің құрылымы төмендегі суретте көрсетілген.

Осьтік және радиалды температура өрісін реттеуді графит тигельдің сыртқы жылуды сақтау жағдайын бақылау арқылы жүзеге асыруға болады. SiC ұнтағы жоғарырақ температурада графит тигельдің түбіне орналастырылады, ал SiC тұқымдық кристалы төмен температурада графит тигельдің жоғарғы жағында бекітіледі. Ұнтақ пен тұқымдық кристалдар арасындағы қашықтық әдетте өсіп келе жатқан монокристал мен ұнтақ арасындағы жанасуды болдырмау үшін ондаған миллиметр болуы үшін бақыланады.

Температура градиенті әдетте 15-35°C/см интервалында болады. Конвекцияны арттыру үшін пеште 50-5000 Па қысымдағы инертті газ ұсталады. SiC ұнтағы әртүрлі қыздыру әдістерімен 2000-2500 ° C дейін қыздырылады (индукциялық қыздыру және қарсылық қыздыру, сәйкес жабдық индукциялық пеш және қарсылық пеші), ал шикі ұнтақ сублимацияланады және Si, Si2C сияқты газ фазалық компоненттерге ыдырайды. , SiC2 және т.б., олар газ конвекциясымен тұқымдық кристалдың соңына тасымалданады, ал SiC кристалдары монокристалдық өсуге жету үшін тұқымдық кристалдарда кристалданады. Оның әдеттегі өсу жылдамдығы 0,1-2 мм/сағ.

Қазіргі уақытта PVT әдісі әзірленді және жетілдірілді және жылына жүздеген мың даналардың жаппай өндірісін жүзеге асыра алады және оның өңдеу өлшемі 6 дюймге жетті, ал қазір 8 дюймге дейін дамып келеді, сонымен қатар олармен байланысты. компаниялар 8 дюймдік субстрат чип үлгілерін іске асыруды пайдаланады. Дегенмен, PVT әдісінде әлі де келесі мәселелер бар:

• Үлкен өлшемді SiC субстрат дайындау технологиясы әлі жетілмеген. ПВТ әдісі тек бойлық ұзын қалыңдықта болуы мүмкін болғандықтан, көлденең кеңеюді жүзеге асыру қиын. Үлкенірек диаметрлі SiC пластинкаларын алу үшін көп ақша мен күш салу қажет, ал қазіргі SiC пластинаның өлшемі кеңеюде, бұл қиындық тек бірте-бірте артады. (Си дамуы сияқты).
• ПВТ әдісімен өсірілген SiC субстраттарындағы ақаулардың қазіргі деңгейі әлі де жоғары. Дислокациялар блоктау кернеуін төмендетеді және SiC құрылғыларының ағып кету тогын арттырады, бұл SiC құрылғыларының қолданылуына әсер етеді.
• P-типті субстраттарды ПВТ арқылы дайындау қиын. Қазіргі уақытта SiC құрылғылары негізінен бірполярлы құрылғылар болып табылады. Болашақ жоғары вольтты биполярлы құрылғылар үшін p-типті субстраттар қажет болады. P-типті субстратты қолдану N-типті эпитаксиалдың өсуін жүзеге асыруға болады, N-типті субстраттағы P-типті эпитаксиалдың өсуімен салыстырғанда тасымалдаушы қозғалғыштығы жоғары, бұл SiC құрылғыларының жұмысын одан әрі жақсартуға мүмкіндік береді.