Introducing Physical Vapor Transport (PVT)

Karakteristik SiC dhewe nemtokake wutah kristal tunggal luwih angel. Amarga ora ana Si: C = 1: 1 fase cair ing tekanan atmosfer, proses pertumbuhan sing luwih diwasa sing diadopsi dening arus utama industri semikonduktor ora bisa digunakake kanggo tuwuh metode sing luwih diwasa-cara narik lurus, crucible mudhun. cara lan cara liyane kanggo wutah. Sawise petungan teoritis, mung nalika meksa luwih saka 105 atm lan suhu luwih saka 3200 ℃, kita bisa njaluk rasio stoikiometri saka Si: C = 1: 1 solusi. metode pvt saiki minangka salah sawijining metode sing paling umum.

Cara PVT nduweni syarat sing kurang kanggo peralatan pertumbuhan, proses sing prasaja lan bisa dikontrol, lan pangembangan teknologi relatif diwasa, lan wis diindustrialisasi. Struktur metode PVT ditampilake ing gambar ing ngisor iki.

Regulasi lapangan suhu aksial lan radial bisa diwujudake kanthi ngontrol kondisi pengawetan panas eksternal saka crucible grafit. Wêdakakêna SiC diselehake ing ngisor crucible grafit kanthi suhu sing luwih dhuwur, lan kristal wiji SiC dipasang ing ndhuwur crucible grafit kanthi suhu sing luwih murah. Jarak antarane wêdakakêna lan kristal wiji umume dikontrol dadi puluhan milimeter supaya ora kena kontak antarane kristal tunggal sing tuwuh lan bubuk.

Gradien suhu biasane ana ing kisaran 15-35 ° C / cm interval. Gas inert ing tekanan 50-5000 Pa ditahan ing tungku kanggo nambah konveksi. Wêdakakêna SiC digawe panas nganti 2000-2500 ° C kanthi cara pemanasan sing beda-beda (pemanasan induksi lan pemanasan resistensi, peralatan sing cocog yaiku tungku induksi lan tungku resistance), lan bubuk mentahan sublimates lan decomposes menyang komponen fase gas kayata Si, Si2C , SiC2, lan liya-liyane, sing diangkut menyang ujung kristal wiji kanthi konveksi gas, lan kristal SiC dikristalisasi ing kristal wiji kanggo entuk wutah kristal tunggal. Tingkat pertumbuhan sing khas yaiku 0.1-2mm / jam.

Ing saiki, cara PVT wis dikembangaké lan matured, lan bisa éling produksi massa saka atusan ewu bêsik saben taun, lan ukuran Processing wis temen maujud 6 inci, lan saiki berkembang kanggo 8 inci, lan ana uga related. perusahaan nggunakake realisasi saka sampel chip substrat 8-inch. Nanging, metode PVT isih duwe masalah ing ngisor iki:

• Teknologi persiapan substrat SiC ukuran gedhe isih durung diwasa. Amarga cara PVT mung bisa ing longitudinal long nglukis, iku angel éling expansion melintang. Kanggo njupuk diameteripun luwih gedhe SiC wafers asring kudu nandur modal jumlah ageng dhuwit lan gaweyan, lan karo ukuran wafer SiC saiki terus kanggo nggedhekake, kangelan iki mung mboko sithik nambah. (Padha karo perkembangan Si).
• Tingkat cacat saiki ing substrat SiC sing ditanam kanthi metode PVT isih dhuwur. Dislokasi nyuda voltase pamblokiran lan nambah arus bocor piranti SiC, sing mengaruhi aplikasi piranti SiC.
• substrat P-jinis angel kanggo nyiyapake dening PVT. Saiki piranti SiC utamane piranti unipolar. Piranti bipolar voltase dhuwur ing mangsa ngarep bakal mbutuhake substrat tipe-p. Panggunaan substrat p-jinis bisa mujudaken wutah saka N-jinis epitaxial, dibandhingake karo wutah saka P-jinis epitaxial ing N-jinis landasan nduweni mobilitas operator luwih, kang bisa luwih nambah kinerja piranti SiC.