6-дюймовая подложка HPSI SiC. Полуизоляционные пластины SiC из карбида кремния.

В настоящее время используются три основных метода выращивания монокристаллов SiC: метод жидкой фазы, метод высокотемпературного химического осаждения из паровой фазы и метод физического переноса паровой фазы (PVT). Метод PVT является наиболее изученной и зрелой технологией выращивания монокристаллов SiC, и его технические сложности включают:

(1) Монокристалл SiC при высокой температуре 2300 °C над закрытой графитовой камерой завершает процесс рекристаллизации преобразования «твердое тело — газ — твердое тело», цикл роста длительный, трудно контролируемый и склонный к образованию микротрубочек, включений и других дефектов.

(2) Монокристалл карбида кремния, включающий более 200 различных типов кристаллов, но производство, как правило, только одного типа кристаллов, легко приводит к трансформации типа кристалла в процессе роста, что приводит к дефектам многотипных включений, процесс получения одного конкретного типа кристалла трудно контролировать стабильность процесса, например, в настоящее время основным является тип 4H.

(3) В тепловом поле роста монокристаллов карбида кремния существует градиент температур, в результате чего в процессе роста кристаллов возникают внутренние напряжения и, как следствие, возникают дислокации, разломы и другие дефекты.

(4) Процесс выращивания монокристаллов карбида кремния требует строгого контроля за внесением внешних примесей для получения полуизолирующего кристалла или направленно-легированного проводящего кристалла очень высокой чистоты. Для полуизолирующих подложек из карбида кремния, используемых в СВЧ-устройствах, электрические свойства должны быть достигнуты за счет контроля очень низкой концентрации примесей и определенных типов точечных дефектов в кристалле.