Tutvustame füüsilist aurutransporti (PVT)

SiC enda omadused määravad, et selle üksikute kristallide kasv on raskem. Kuna atmosfäärirõhul puudub Si:C=1:1 vedel faas, ei saa pooljuhtide tööstuse peavoolu omaks võetud küpsemat kasvuprotsessi kasutada küpsema kasvumeetodi – sirge tõmbemeetodi ehk laskuva tiigli – kasvatamiseks. meetod ja muud kasvumeetodid. Pärast teoreetilisi arvutusi saame Si:C = 1:1 lahuse stöhhiomeetrilise suhte ainult siis, kui rõhk on suurem kui 105 atm ja temperatuur on kõrgem kui 3200 ℃. pvt-meetod on praegu üks levinumaid meetodeid.

PVT-meetodil on madalad nõuded kasvuseadmetele, lihtne ja juhitav protsess ning tehnoloogia arendus on suhteliselt küps ja juba industrialiseeritud. PVT-meetodi struktuur on näidatud alloleval joonisel.

Aksiaalse ja radiaalse temperatuurivälja reguleerimist saab teostada, kontrollides grafiittiigli välist soojuse säilitamise tingimust. SiC pulber asetatakse kõrgema temperatuuriga grafiittiigli põhja ja SiC idukristall fikseeritakse madalama temperatuuriga grafiittiigli ülaossa. Pulbri ja idukristallide vaheline kaugus on üldiselt kontrollitud kümnete millimeetriteni, et vältida kasvavate üksikkristallide ja pulbri kokkupuudet.

Temperatuurigradient jääb tavaliselt vahemikku 15-35°C/cm intervalliga. Konvektsiooni suurendamiseks hoitakse ahjus inertgaasi rõhul 50-5000 Pa. SiC pulber kuumutatakse erinevatel kuumutusmeetoditel (induktsioonkuumutus ja takistuskuumutus, vastavad seadmed on induktsioonahi ja takistusahi) temperatuurini 2000-2500°C ning toorpulber sublimeerub ja laguneb gaasifaasilisteks komponentideks nagu Si, Si2C. , SiC2 jne, mis transporditakse idukristallide otsa gaasikonvektsiooniga, ja SiC kristallid kristalliseeritakse idukristallidel, et saavutada üksikkristallide kasv. Selle tüüpiline kasvukiirus on 0,1-2 mm/h.

Praegu on PVT-meetod välja töötatud ja laagerdunud ning see võib realiseerida sadade tuhandete tükkide masstootmise aastas ning selle töötlemissuurus on realiseeritud 6 tolli ja areneb nüüd 8 tollini ning on ka sellega seotud ettevõtted, kes kasutavad 8-tollise substraadi kiibi näidiseid. PVT meetodil on aga endiselt järgmised probleemid:

• Suure SiC substraadi ettevalmistamise tehnoloogia on veel ebaküps. Kuna PVT meetodit saab kasutada ainult pikisuunalises pikas paksuses, on põikpaisumist raske realiseerida. Suurema läbimõõduga SiC vahvlite saamiseks tuleb sageli investeerida tohutult raha ja jõupingutusi ning praeguse ränikarbiidi vahvli suuruse jätkudes suurenevad need raskused järk-järgult. (Sama, mis Si areng).
• PVT meetodil kasvatatud SiC substraatide praegune defektide tase on endiselt kõrge. Dislokatsioonid vähendavad blokeerimispinget ja suurendavad SiC seadmete lekkevoolu, mis mõjutab SiC seadmete rakendamist.
• P-tüüpi substraate on PVT-ga raske valmistada. Praegu on ränikarbiidi seadmed peamiselt unipolaarsed seadmed. Tulevased kõrgepinge bipolaarsed seadmed vajavad p-tüüpi substraate. P-tüüpi substraadi kasutamine võib realiseerida N-tüüpi epitaksiaalse kasvu, võrreldes P-tüüpi epitaksiaalse kasvuga N-tüüpi substraadil on kandja liikuvus suurem, mis võib veelgi parandada SiC-seadmete jõudlust.