Apresentando o Transporte Físico de Vapor (PVT)

As próprias características do SiC determinam que seu crescimento de cristal único seja mais difícil. Devido à ausência de fase líquida Si:C = 1:1 à pressão atmosférica, o processo de crescimento mais maduro adotado pela corrente principal da indústria de semicondutores não pode ser usado para cultivar o método de crescimento mais maduro - método de tração direta, o cadinho descendente método e outros métodos de crescimento. Após cálculos teóricos, somente quando a pressão for superior a 105 atm e a temperatura for superior a 3.200 ℃, podemos obter a razão estequiométrica de Si:C = solução 1:1. O método pvt é atualmente um dos métodos mais convencionais.

O método PVT possui baixos requisitos de equipamentos de crescimento, processo simples e controlável, e o desenvolvimento tecnológico é relativamente maduro e já foi industrializado.A estrutura do método PVT é mostrada na figura abaixo.

A regulação do campo de temperatura axial e radial pode ser realizada controlando a condição externa de preservação do calor do cadinho de grafite. O pó de SiC é colocado no fundo do cadinho de grafite com temperatura mais alta, e o cristal de semente de SiC é fixado no topo do cadinho de grafite com temperatura mais baixa. A distância entre o pó e os cristais-semente é geralmente controlada em dezenas de milímetros para evitar o contato entre o cristal único em crescimento e o pó.

O gradiente de temperatura está geralmente na faixa de intervalo de 15-35°C/cm. O gás inerte a uma pressão de 50-5000 Pa é retido no forno para aumentar a convecção. O pó de SiC é aquecido a 2.000-2.500 ° C por diferentes métodos de aquecimento (aquecimento por indução e aquecimento por resistência, o equipamento correspondente é forno de indução e forno de resistência), e o pó bruto sublima e se decompõe em componentes de fase gasosa, como Si, Si2C , SiC2, etc., que são transportados para a extremidade do cristal semente com convecção de gás, e os cristais de SiC são cristalizados nos cristais semente para atingir o crescimento do cristal único. Sua taxa de crescimento típica é de 0,1-2 mm/h.

Atualmente, o método PVT foi desenvolvido e amadurecido e pode realizar a produção em massa de centenas de milhares de peças por ano, e seu tamanho de processamento foi realizado em 6 polegadas, e agora está se desenvolvendo para 8 polegadas, e também estão relacionados empresas que utilizam a realização das amostras de chips de substrato de 8 polegadas. No entanto, o método PVT ainda apresenta os seguintes problemas:

• A tecnologia de preparação de substrato de SiC de grande porte ainda é imatura. Como o método PVT só pode ter espessura longitudinal longa, é difícil realizar a expansão transversal. Para obter wafers de SiC de diâmetro maior, muitas vezes é necessário investir grandes quantias de dinheiro e esforço, e com o atual tamanho do wafer de SiC continua a se expandir, essa dificuldade só aumentará gradualmente. (Igual ao desenvolvimento do Si).
• O nível atual de defeitos em substratos de SiC cultivados pelo método PVT ainda é alto. As deslocações reduzem a tensão de bloqueio e aumentam a corrente de fuga dos dispositivos SiC, o que afeta a aplicação dos dispositivos SiC.
• Substratos do tipo P são difíceis de preparar por PVT. Atualmente os dispositivos SiC são principalmente dispositivos unipolares. Os futuros dispositivos bipolares de alta tensão exigirão substratos do tipo p. O uso de substrato tipo p pode realizar o crescimento do epitaxial tipo N, em comparação com o crescimento do epitaxial tipo P no substrato tipo N tem uma maior mobilidade de portador, o que pode melhorar ainda mais o desempenho dos dispositivos SiC.