SiC kristallid, valmistatud PVT meetodil

Ränikarbiidi monokristallide valmistamise peamine meetod on füüsikalise aurutranspordi (PVT) meetod. See meetod koosneb peamiselt akvartstoru õõnsus, akütteelement(induktsioonmähis või grafiitkütteseade),grafiit süsiniku vildist isolatsioonmaterjal, agrafiidist tiigel, ränikarbiidi seemnekristall, ränikarbiidi pulber ja kõrge temperatuuriga termomeeter. Ränikarbiidi pulber paikneb grafiittiigli allosas, idukristall aga ülaosas. Kristallide kasvuprotsess on järgmine: tiigli põhjas tõstetakse kuumutamise (induktsiooni või takistuse) abil temperatuur 2100–2400 °C-ni. Tiigli põhjas olev ränikarbiidi pulber laguneb sellel kõrgel temperatuuril, tekitades gaasilisi aineid, nagu Si, Si₂C ja SiC₂. Õõnsuses olevate temperatuuri- ja kontsentratsioonigradientide mõjul transporditakse need gaasilised ained idukristallide madalama temperatuuriga pinnale ning kondenseeruvad ja tuumastuvad järk-järgult, saavutades lõpuks ränikarbiidi kristallide kasvu.

Ränikarbiidi kristallide kasvatamisel füüsilise aurutranspordi meetodil on järgmised peamised tehnilised punktid:

1) Kristallide kasvu temperatuuriväljas oleva grafiitmaterjali puhtus peab vastama nõuetele. Grafiitdetailide puhtus peaks olema alla 5×10-6 ja isolatsioonivildi puhtus alla 10×10-6. Nende hulgas peaks B- ja Al-elementide puhtus olema alla 0,1 × 10-6, kuna need kaks elementi tekitavad ränikarbiidi kasvu ajal vabu auke. Nende kahe elemendi liigne kogus põhjustab ränikarbiidi ebastabiilseid elektrilisi omadusi, mis mõjutab ränikarbiidi seadmete jõudlust. Samal ajal võib lisandite olemasolu põhjustada kristallide defekte ja nihestusi, mis lõpuks mõjutab kristalli kvaliteeti.

2) Algkristallide polaarsus peab olema õigesti valitud. On tõestatud, et tasapinda C(0001) saab kasutada 4H-SiC kristallide kasvatamiseks ja tasapinda Si(0001) kasutatakse 6H-SiC kristallide kasvatamiseks.

3)Kasvutamiseks kasutage teljeväliseid seemnekristalle. Teljevälise algkristalli optimaalne nurk on 4°, mis on suunatud kristalli orientatsioonile. Teljevälised seemnekristallid ei saa mitte ainult muuta kristallide kasvu sümmeetriat ja vähendada kristalli defekte, vaid võimaldavad ka kristallidel kasvada mööda kindlat kristalli orientatsiooni, mis on kasulik ühekristalliliste kristallide valmistamiseks. Samal ajal võib see muuta kristallide kasvu ühtlasemaks, vähendada kristalli sisemist pinget ja pinget ning parandada kristallide kvaliteeti.

4) Hea seemnekristallide sidumisprotsess. Seemnekristalli tagumine pool laguneb ja sublimeerub kõrgel temperatuuril. Kristallide kasvu käigus võivad kristalli sisse tekkida kuusnurksed tühimikud või isegi mikrotoru defektid ning raskematel juhtudel tekivad suure pindalaga polümorfsed kristallid. Seetõttu tuleb seemnekristalli tagakülg eelnevalt töödelda. Seemnekristalli Si pinnale saab katta tiheda fotoresisti kihi paksusega umbes 20 μm. Pärast karboniseerumist kõrgel temperatuuril umbes 600 °C juures moodustub tihe karboniseeritud kilekiht. Seejärel seotakse see kõrgel temperatuuril ja rõhul grafiitplaadi või grafiitpaberiga. Sel viisil saadud idukristall võib oluliselt parandada kristallisatsiooni kvaliteeti ja pärssida tõhusalt idukristalli tagumise külje ablatsiooni.

5) Säilitage kristallide kasvuliidese stabiilsus kristallide kasvutsükli ajal. Kui ränikarbiidi kristallide paksus järk-järgult suureneb, liigub kristallide kasvuliides järk-järgult tiigli põhjas oleva ränikarbiidi pulbri ülemise pinna poole. See põhjustab muutusi kasvukeskkonnas kristallide kasvuliideses, mis toob kaasa kõikumised sellistes parameetrites nagu termiline väli ja süsinik-räni suhe. Samaaegselt vähendab see atmosfääri materjali transpordikiirust ja aeglustab kristallide kasvukiirust, mis ohustab kristalli pidevat ja stabiilset kasvu. Neid probleeme saab teatud määral leevendada struktuuri ja kontrollimeetodite optimeerimisega. Tiigli liikumismehhanismi lisamine ja tiigli kontrollimine, et see liiguks aeglaselt piki aksiaalset suunda ülespoole kristallide kasvukiirusega, võib tagada kristallide kasvuliidese kasvukeskkonna stabiilsuse ja säilitada stabiilse aksiaalse ja radiaalse temperatuurigradiendi.

Semicorex pakub kõrget kvaliteetigrafiidi komponendidSiC kristallide kasvatamiseks. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega kindlasti ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com