SiC Tek Kristal Büyüme Teknolojisi
Normal basınç altında, Si'nin stechiometrik oranına sahip sıvı faz SiC yoktur.
1'e eşittir:1Bu nedenle, silikon kristalı büyümesi için yaygın olarak kullanılan hammadde olarak erimiş kullanan yöntem, toplu SiC kristalı büyümesi için uygulanamaz.Fiziksel Buhar Taşımacılığı) kullanılır.Bu süreçte, SiC tozu hammadde olarak kullanılır ve tohum kristalı olarak SiC substratı ile birlikte bir grafit havuzuna yerleştirilir.ve SiC toz tarafının biraz daha sıcak olması ile bir sıcaklık eğimi belirlenirDaha sonra toplam sıcaklık 2000°C ile 2500°C arasında korunur. SiC tohum kristalleri kullanan süblimasyon yöntemi artık değiştirilmiş Lely yöntemi olarak adlandırılır.SiC substratlarının üretimi için yaygın olarak kullanılan.
Şekil 1 değiştirilmiş Lely yöntemi kullanılarak SiC kristalinin büyümesinin şematik bir şemasını göstermektedir. 2000 ° C'den fazla ısıtılan bir grafit havuzunda, SiC tozu Si2C, SiC2 gibi moleküler durumlara sublime olur.,ve Si, daha sonra tohum kristalin yüzeyine taşınır. Sağlanan atomlar tohum kristalin yüzeyinde hareket eder ve kristalin oluştuğu pozisyonlara dahil edilir,Böylece toplu SiC tek kristalleri büyüyorTipik olarak düşük basınçlı argon olan inert bir atmosfer kullanılır ve n-tip doping sırasında azot eklenir.
Sublimasyon yöntemi şu anda SiC tek kristallerinin hazırlanması için yaygın olarak kullanılmaktadır.Si tek kristallerinin büyümesi için çiğ madde olarak erimiş sıvıyı kullanan yöntemle karşılaştırıldığındaHızlı bir şekilde iyileşmesine rağmen, kristaller hala birçok çıkış ve diğer sorunları içerir.
Sublimasyon yöntemine ek olarak,Bir çözeltme veya yüksek sıcaklıklı kimyasal buhar çöküntüsü (CVD) yoluyla sıvı faz büyümesi gibi yöntemler kullanarak toplu SiC tek kristalleri hazırlamak için de girişimler yapılmıştır.Şekil 2 SiC tek kristalleri için sıvı faz büyüme yönteminin şematik bir şema göstermektedir.
İlk olarak, sıvı faz büyüme yöntemi ile ilgili olarak, silikon çözücüde karbonun çözünürlüğü çok düşüktür.Karbonun çözünürlüğünü artırmak için Ti ve Cr gibi elementler çözücüye eklenir.Karbon, bir grafit havuzu tarafından sağlanır ve SiC tek kristali tohum kristali yüzeyinde biraz daha düşük bir sıcaklıkta büyür.Büyüme sıcaklığı genellikle 1500 °C ve 2000 °C arasında ayarlanırSublimasyon yönteminden daha düşük olan büyüme hızının saatte birkaç yüz mikrometreye ulaşabileceği bildirildi.
SiC için sıvı fazlı büyüme yönteminin avantajı, kristallerin [0001] yönü boyunca büyümesi sırasında, [0001] yönüne uzanan çıkıntıların dikey yönde bükülmesi.,Onları yan duvarlardan kristalden süpürüyor.[0001] yönü boyunca uzanan vida çıkışları mevcut SiC kristallerinde yoğun olarak bulunur ve cihazlarda bir sızıntı akımı kaynağıdırSıvı faz büyüme yöntemiyle hazırlanan SiC kristallerinde vida çıkışlarının yoğunluğu önemli ölçüde azalır.
Çözüm büyümesindeki zorluklar büyüme hızını artırmayı, yetişmiş kristallerinin uzunluğunu uzatmayı ve kristallerin yüzey morfolojisini iyileştirmeyi içerir.
SiC tek kristallerinin yüksek sıcaklıklı kimyasal buhar çökmesi (CVD) büyümesi, SiH4'ü silikon kaynağı olarak ve C3H8'i karbon kaynağı olarak düşük basınçlı bir hidrojen atmosferinde kullanmayı içerir.Yüksek sıcaklıkta (genellikle 2000°C'den fazla) sürdürülen bir SiC substratının yüzeyinde meydana gelen büyüme ileBüyüme fırına sokulan ham gazlar, sıcak duvarla çevrili parçalanma bölgesinde SiC2 ve Si2C gibi moleküllere ayrılır ve bunlar tohum kristal yüzeyine taşınır.Tek kristal SiC yetiştirilirken.
Yüksek sıcaklıklı CVD yönteminin avantajları, yüksek saflıklı ham gazları kullanma kabiliyetini içerir ve gaz akış hızını kontrol ederek, gaz fazındaki C/Si oranı hassas bir şekilde kontrol edilebilir.Bu, kusur yoğunluğunu etkileyen önemli bir büyüme parametresi.Toplu SiC büyümesinde, 1 mm/h'yi aşan nispeten hızlı bir büyüme hızı elde edilebilir.Yüksek sıcaklıklı CVD yönteminin dezavantajları, büyüme fırını ve egzoz borularının içinde reaksiyon yan ürünlerinin önemli miktarda birikmesini içerir.Ek olarak, gaz-faz reaksiyonları gaz akışında, kristaldeki kirliliklere dönüşebilecek parçacıklar üretir.
Yüksek sıcaklıklı CVD yöntemi, yüksek kaliteli toplu SiC kristallerinin üretilmesi için büyük bir potansiyele sahiptir.daha yüksek verimlilik, ve sublimasyon yöntemine kıyasla daha düşük dislokasyon yoğunluğu.
Ayrıca, RAF (Tekrarlanan A-Yüz) yöntemi, daha az kusurlu toplu SiC kristalleri üreten bir sublimasyon tabanlı teknik olarak rapor edilir.[0001] yönü boyunca yetiştirilen bir kristalden [0001] yönüne dik kesilmiş bir tohum kristalı alınır.Sonra, başka bir tohum kristalı bu yeni büyüme yönüne dik kesilir ve daha fazla SiC tek kristalı yetiştirilir.Değişiklikler kristalden temizlenir., daha az kusurlu toplu SiC kristalleri ile sonuçlanır.RAF yöntemi ile hazırlanan SiC kristallerinin dislokasyon yoğunluğu, standart SiC kristallerinden 1 ila 2 büyüklük derecesinde daha düşük olduğu bildirilmiştir..
ZMSH SiC wafer için çözeltme
2 inç 4 inç 6 inç 8 inç Silikon Karbid Wafer Sic Wafers Dummy Research Prime Grade
Bir SiC levhası, mükemmel elektrik ve termal özelliklere sahip bir yarı iletken malzemedir.Yüksek termal dayanıklılığına ek olarak, aynı zamanda çok yüksek bir sertlik seviyesine sahiptir.
