2-palcový SiC ingot s priemerom 50,8 mm x 10 mm, monokryštál 4H-N

Technológia rastu kryštálov SiC

Vlastnosti SiC sťažujú pestovanie monokryštálov. Je to spôsobené najmä tým, že pri atmosférickom tlaku neexistuje kvapalná fáza so stechiometrickým pomerom Si:C = 1:1 a nie je možné pestovať SiC pokročilejšími rastovými metódami, ako je metóda priameho ťahania a metóda klesajúceho téglika, ktoré sú základom polovodičového priemyslu. Teoreticky je možné roztok so stechiometrickým pomerom Si:C = 1:1 získať iba pri tlaku vyššom ako 10E5atm a teplote vyššej ako 3200℃. V súčasnosti medzi bežné metódy patria metóda PVT, metóda kvapalnej fázy a metóda chemickej depozície z plynnej fázy pri vysokých teplotách.

Doštičky a kryštály SiC, ktoré poskytujeme, sa pestujú prevažne fyzikálnym transportom pár (PVT) a nasleduje stručný úvod do PVT:

Metóda fyzikálneho transportu pár (PVT) vznikla z techniky sublimácie v plynnej fáze, ktorú vynašiel Lely v roku 1955, pri ktorej sa prášok SiC umiestni do grafitovej trubice a zahreje na vysokú teplotu, aby sa prášok SiC rozložil a sublimoval. Potom sa grafitová trubica ochladí a rozložené zložky prášku SiC v plynnej fáze sa usadia a kryštalizujú ako kryštály SiC v okolí grafitovej trubice. Hoci je táto metóda náročná na získanie veľkých monokryštálov SiC a proces ukladania vo vnútri grafitovej trubice je ťažké kontrolovať, poskytuje nápady pre budúcich výskumníkov.

YM Tairov a kol. v Rusku na tomto základe predstavili koncept zárodočného kryštálu, ktorý vyriešil problém nekontrolovateľného tvaru kryštálov a nukleačnej polohy kryštálov SiC. Následní výskumníci pokračovali v zdokonaľovaní a nakoniec vyvinuli metódu fyzikálneho prenosu pár (PVT), ktorá sa dnes priemyselne používa.

Ako najstaršia metóda rastu kryštálov SiC je PVT v súčasnosti najbežnejšou metódou rastu kryštálov SiC. V porovnaní s inými metódami má táto metóda nízke požiadavky na rastové zariadenie, jednoduchý rastový proces, dobrú ovládateľnosť, dôkladný vývoj a výskum a už bola industrializovaná.