Карбід кремнію (SiC), як різновид напівпровідникового матеріалу з широкою забороненою зоною, відіграє дедалі важливішу роль у застосуванні сучасної науки і техніки. Карбід кремнію має чудову термостабільність, високу стійкість до електричного поля, навмисну провідність та інші чудові фізичні та оптичні властивості, і широко використовується в оптоелектронних пристроях та сонячних батареях. Через зростаючий попит на більш ефективні та стабільні електронні пристрої, оволодіння технологією розвитку карбіду кремнію стало актуальним.
Отже, скільки ви знаєте про процес вирощування SiC?
Сьогодні ми обговоримо три основні методи вирощування монокристалів карбіду кремнію: фізичне перенесення парової фази (PVT), рідкофазна епітаксія (LPE) та високотемпературне хімічне осадження з парової фази (HT-CVD).
Метод фізичного паропереносу (PVT)
Метод фізичного переносу з пари є одним з найпоширеніших процесів вирощування карбіду кремнію. Зростання монокристалічного карбіду кремнію головним чином залежить від сублімації порошку SiC та його повторного осадження на зародковому кристалі за умов високої температури. У закритому графітовому тиглі порошок карбіду кремнію нагрівається до високої температури, і завдяки контролю градієнта температури пара карбіду кремнію конденсується на поверхні зародкового кристала, поступово утворюючи монокристал великого розміру.
Переважна більшість монокристалічного SiC, який ми зараз постачаємо, виготовляється саме цим способом вирощування. Це також основний спосіб у галузі.
Рідкофазна епітаксія (РФЕ)
Кристали карбіду кремнію отримують методом рідкофазної епітаксії шляхом вирощування кристалів на межі твердого тіла та рідини. У цьому методі порошок карбіду кремнію розчиняють у кремній-вуглецевому розчині за високої температури, а потім температуру знижують, щоб карбід кремнію осаджувався з розчину та виріс на зародкових кристалах. Основною перевагою методу рідкофазної епітаксії є можливість отримання високоякісних кристалів за нижчої температури росту, відносно низька вартість та придатність для великомасштабного виробництва.
Високотемпературне хімічне осадження з парової фази (HT-CVD)
Вводячи газ, що містить кремній та вуглець, у реакційну камеру за високої температури, монокристалічний шар карбіду кремнію осаджується безпосередньо на поверхню зародкового кристала шляхом хімічної реакції. Перевагою цього методу є те, що швидкість потоку та умови реакції газу можна точно контролювати, що дозволяє отримати кристал карбіду кремнію з високою чистотою та невеликою кількістю дефектів. Процес HT-CVD може виробляти кристали карбіду кремнію з чудовими властивостями, що особливо цінно для застосувань, де потрібні матеріали надзвичайно високої якості.
Процес вирощування карбіду кремнію є основою його застосування та розвитку. Завдяки постійним технологічним інноваціям та оптимізації, ці три методи вирощування відіграють свою відповідну роль у задоволенні потреб різних випадків, забезпечуючи важливе становище карбіду кремнію. З поглибленням досліджень та технологічного прогресу процес вирощування карбід-кремнієвих матеріалів буде продовжувати оптимізуватися, а продуктивність електронних пристроїв буде ще більше покращуватися.
(цензура)
Час публікації: 23 червня 2024 р.