6 hüvelykes HPSI SiC szubsztrát ostya Szilícium-karbid Félig szigetelő SiC ostyák
PVT szilícium-karbid kristályos SiC növekedési technológia
A SiC egykristályok jelenlegi növesztési módszerei főként a következő három módszert foglalják magukban: folyadékfázisú módszer, magas hőmérsékletű kémiai gőzfázisú leválasztási módszer és fizikai gőzfázisú transzport (PVT) módszer. Ezek közül a PVT módszer a SiC egykristályok növesztésének legkutatottabb és legfejlettebb technológiája, technikai nehézségei pedig a következők:
(1) A SiC egykristályt 2300 °C magas hőmérsékleten, zárt grafitkamrában melegítik a "szilárd-gáz-szilárd" átalakulási átkristályosodási folyamat befejezéséhez. A növekedési ciklus hosszú, nehezen szabályozható, és hajlamos a mikrotubulusok, zárványok és egyéb hibák kialakulására.
(2) A szilícium-karbid egykristály több mint 200 különböző kristálytípust tartalmaz, de általában csak egy kristálytípus előállítása történik. A növekedési folyamat során könnyen előállítható kristálytípus-átalakítás, ami többféle zárványhibát eredményez. Az egyetlen specifikus kristálytípus előállítási folyamatát nehéz szabályozni, például a jelenlegi főáramú 4H-típusú.
(3) A szilícium-karbid egykristály növekedési hőtere hőmérsékleti gradienssel rendelkezik, ami a kristálynövekedési folyamat során belső feszültséget, diszlokációkat, vetődéseket és egyéb hibákat okoz.
(4) A szilícium-karbid egykristályos növekedési folyamatának szigorúan szabályoznia kell a külső szennyeződések bevezetését, hogy nagyon nagy tisztaságú félszigetelő kristályt vagy irányítottan adalékolt vezető kristályt kapjon. Az RF eszközökben használt félszigetelő szilícium-karbid szubsztrátok esetében az elektromos tulajdonságokat a kristályban lévő nagyon alacsony szennyeződés-koncentráció és a specifikus ponthibák szabályozásával kell elérni.
Részletes ábra
