Miks valida vedelfaasi epitaksia meetod?

SiC ainulaadsed omadused muudavad üksikkristallide kasvatamise keeruliseks. Pooljuhtide tööstuses kasutatavaid tavapäraseid kasvumeetodeid, nagu sirge tõmbamise meetod ja kahaneva tiigli meetod, ei saa kasutada, kuna atmosfäärirõhul puudub Si: C = 1: 1 vedel faas. Kasvuprotsess nõuab teoreetiliste arvutuste kohaselt rõhku üle 105 atm ja temperatuuri üle 3200 °C, et saavutada lahuses stöhhiomeetriline suhe Si:C=1:1.

Võrreldes PVT-meetodiga on ränikarbiidi kasvatamise vedelfaasimeetodil järgmised eelised:

1. madal dislokatsioonitihedus. SiC-substraatide dislokatsioonide probleem on olnud SiC-seadmete jõudluse piiramise võti. Substraadis tungivad dislokatsioonid ja mikrotuubulid kanduvad üle epitaksiaalsesse kasvu, suurendades seadme lekkevoolu ja vähendades blokeerimispinget ja läbilöögi elektrivälja. Ühest küljest võib vedelfaasi kasvumeetod märkimisväärselt alandada kasvutemperatuuri, vähendada termilise stressi põhjustatud nihkeid kõrge temperatuuriga olekust jahtumisel ja tõhusalt pärssida nihestuste teket kasvuprotsessi ajal. Teisest küljest võib vedelfaasiline kasvuprotsess realiseerida konversiooni erinevate dislokatsioonide vahel, keermeskruvi dislokatsioon (TSD) või keermeserva dislokatsioon (TED) muundatakse kasvuprotsessi käigus virnastamisveaks (SF), muutes levimissuunda. ja lõpuks tühjendati kihi veasse. Levimise suunda muudetakse ja lõpuks väljastatakse kristalli välisküljele, mõistes dislokatsioonitiheduse vähenemist kasvavas kristallis. Seega saab SiC-põhiste seadmete jõudluse parandamiseks saada kvaliteetseid mikrotuubuliteta ja madala dislokatsioonitihedusega SiC kristalle.

2. Suurema suurusega substraati on lihtne realiseerida. PVT-meetodit on põiktemperatuuri tõttu raske kontrollida, samal ajal on gaasifaasi olekut ristlõikes keeruline stabiilse temperatuurijaotuse moodustamiseks, mida suurem on läbimõõt, seda pikem on vormimisaeg, seda keerulisem kontrolli all hoidmiseks on nii kulu kui ka ajakulu suur. Vedelfaasi meetod võimaldab suhteliselt lihtsat läbimõõdu laiendamist õlavabastustehnika abil, mis aitab kiiresti saada suuremaid substraate.

3. P-tüüpi kristalle saab valmistada. Vedelfaasi meetod tänu kõrgele kasvurõhule, temperatuur on suhteliselt madal ja Al tingimustes ei ole seda kerge lenduda ja kaduda, vedelfaasi meetodil kasutades räbusti lahust koos Al lisamisega on lihtsam saavutada P-tüüpi SiC kristallide kandja kontsentratsioon. PVT-meetodil on kõrge temperatuur, P-tüüpi parameetrit on lihtne lenduda.

Sarnaselt on vedelfaasi meetodil ka mõned keerulised probleemid, nagu voo sublimatsioon kõrgel temperatuuril, lisandite kontsentratsiooni reguleerimine kasvavas kristallis, räbusti mähis, ujuvkristallide moodustumine, metallijääkide ioonid kaaslahustis ja suhe. C: Si tuleb rangelt kontrollida 1:1 ja muude raskustega.