Карбид кремния (SiC), будучи широкозонным полупроводниковым материалом, играет всё более важную роль в применении современных научных и технологических достижений. 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 батареях. В связи с растущим спросом на более эффективные и стабильные электронные устройства, освоение технологии выращивания карбида кремния стало актуальной задачей.
Итак, что вы знаете о процессе 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).
Метод физического переноса паров (PVT)
Метод физического переноса паров – один из наиболее распространённых методов выращивания карбида кремния. Рост монокристаллов карбида кремния в основном зависит от сублимации порошка SiC и его последующего осаждения на затравочный кристалл при высоких температурах. В закрытом графитовом тигле порошок карбида кремния нагревается до высокой температуры. За счёт управления температурным градиентом пар карбида кремния конденсируется на поверхности затравочного кристалла, постепенно вырастая монокристалл большого размера.
Подавляющее большинство монокристаллического SiC, который мы в настоящее время поставляем, производится именно таким способом. Этот метод также является основным в отрасли.
Жидкофазная эпитаксия (ЖФЭ)
Кристаллы карбида кремния получают методом жидкофазной эпитаксии, выращивая кристаллы на границе раздела твёрдая и жидкая фаза. В этом методе порошок карбида кремния растворяется в растворе кремния с углеродом при высокой температуре, а затем температура понижается, так что карбид кремния осаждается из раствора и растёт на затравочных кристаллах. Основным преимуществом метода жидкофазной эпитаксии является возможность получения высококачественных кристаллов при более низкой температуре роста, относительно низкая стоимость и возможность крупномасштабного производства.
Высокотемпературное химическое осаждение из паровой фазы (HT-CVD)
При подаче газа, содержащего кремний и углерод, в реакционную камеру при высокой температуре монокристаллический слой карбида кремния осаждается непосредственно на поверхность затравочного кристалла посредством химической реакции. Преимущество этого метода заключается в возможности точного контроля скорости потока газа и условий реакции, что позволяет получать кристалл карбида кремния высокой чистоты и с минимальным количеством дефектов. Процесс высокотемпературного химического осаждения из газовой фазы позволяет получать кристаллы карбида кремния с превосходными свойствами, что особенно ценно для применений, где требуются материалы исключительно высокого качества.
Процесс выращивания карбида кремния является краеугольным камнем его применения и развития. Благодаря постоянным технологическим инновациям и оптимизации эти три метода выращивания играют свою роль, удовлетворяя потребности различных сфер применения, обеспечивая карбид кремния его важнейшим положением. По мере углубления исследований и технологического прогресса процесс выращивания карбидкремниевых материалов будет продолжать совершенствоваться, что приведет к дальнейшему повышению производительности электронных устройств.
(цензура)
Время публикации: 23 июня 2024 г.