Карбид кремния (SiC), как вид широкозонного полупроводникового материала, играет все более важную роль в применении современной науки и техники. Карбид кремния обладает превосходной термической стабильностью, высокой устойчивостью к электрическому полю, преднамеренной проводимостью и другими превосходными физическими и оптическими свойствами и широко используется в оптоэлектронных устройствах и солнечных устройствах. Из-за растущего спроса на более эффективные и стабильные электронные устройства, освоение технологии выращивания карбида кремния стало горячей точкой.
Итак, насколько хорошо вы знаете процесс выращивания SiC?
Сегодня мы обсудим три основных метода выращивания монокристаллов карбида кремния: физический перенос паров (PVT), жидкофазную эпитаксию (LPE) и высокотемпературное химическое осаждение из паровой фазы (HT-CVD).
Физический метод переноса паров (PVT)
Физический метод переноса паров является одним из наиболее часто используемых процессов роста карбида кремния. Рост монокристаллического карбида кремния в основном зависит от сублимации порошка sic и повторного осаждения на затравочный кристалл в условиях высокой температуры. В закрытом графитовом тигле порошок карбида кремния нагревается до высокой температуры, посредством управления градиентом температуры пар карбида кремния конденсируется на поверхности затравочного кристалла и постепенно выращивает монокристалл большого размера.
Подавляющее большинство монокристаллического SiC, который мы в настоящее время поставляем, производится этим способом роста. Это также основной способ в отрасли.
Жидкофазная эпитаксия (ЖФЭ)
Кристаллы карбида кремния получают методом жидкофазной эпитаксии через процесс роста кристаллов на границе раздела твердое тело-жидкость. В этом методе порошок карбида кремния растворяется в растворе кремния-углерода при высокой температуре, а затем температура понижается так, что карбид кремния осаждается из раствора и растет на затравочных кристаллах. Главным преимуществом метода LPE является возможность получения высококачественных кристаллов при более низкой температуре роста, стоимость относительно низкая, и он подходит для крупномасштабного производства.
Высокотемпературное химическое осаждение из паровой фазы (HT-CVD)
Вводя газ, содержащий кремний и углерод, в реакционную камеру при высокой температуре, слой монокристалла карбида кремния осаждается непосредственно на поверхности затравочного кристалла посредством химической реакции. Преимущество этого метода заключается в том, что скорость потока и условия реакции газа можно точно контролировать, чтобы получить кристалл карбида кремния с высокой чистотой и малым количеством дефектов. Процесс HT-CVD позволяет производить кристаллы карбида кремния с превосходными свойствами, что особенно ценно для применений, где требуются материалы исключительно высокого качества.
Процесс роста карбида кремния является краеугольным камнем его применения и развития. Благодаря постоянным технологическим инновациям и оптимизации эти три метода роста играют свою соответствующую роль для удовлетворения потребностей различных случаев, обеспечивая важное положение карбида кремния. С углублением исследований и технологического прогресса процесс роста материалов из карбида кремния будет продолжать оптимизироваться, а производительность электронных устройств будет и дальше улучшаться.
(цензура)
Время публикации: 23 июня 2024 г.