6-palcový HPSI SiC substrátový wafer z karbidu kremíka, polotuhé SiC wafery

Súčasné metódy rastu monokryštálov SiC zahŕňajú najmä tieto tri: metódu kvapalnej fázy, metódu chemickej depozície z plynnej fázy pri vysokej teplote a metódu fyzikálneho transportu v plynnej fáze (PVT). Metóda PVT je najpreskúmanejšou a najvyspelejšou technológiou rastu monokryštálov SiC a jej technické ťažkosti sú:

(1) Monokryštál SiC sa pri vysokej teplote 2300 °C nad uzavretou grafitovou komorou dokončí proces rekryštalizácie konverzie „pevná látka - plyn - pevná látka“. Rastový cyklus je dlhý, ťažko kontrolovateľný a náchylný na mikrotubuly, inklúzie a iné defekty.

(2) Monokryštál karbidu kremíka, ktorý obsahuje viac ako 200 rôznych typov kryštálov, sa však vo všeobecnosti vyrába iba jeden typ kryštálov. Počas rastu sa ľahko transformuje typ kryštálov, čo vedie k viactypovým inklúziám a chybám. Proces prípravy jedného špecifického typu kryštálov je ťažko kontrolovateľný, napríklad súčasný hlavný prúd typu 4H.

(3) V tepelnom poli rastového monokryštálu karbidu kremíka existuje teplotný gradient, čo má za následok vznik vnútorného napätia v procese rastu kryštálov a následné dislokácie, poruchy a iné defekty.

(4) Proces rastu monokryštálov karbidu kremíka vyžaduje prísnu kontrolu zavádzania vonkajších nečistôt, aby sa získal poloizolačný kryštál alebo smerovo dopovaný vodivý kryštál s veľmi vysokou čistotou. V prípade poloizolačných substrátov karbidu kremíka používaných vo vysokofrekvenčných zariadeniach je potrebné dosiahnuť elektrické vlastnosti kontrolou veľmi nízkej koncentrácie nečistôt a špecifických typov bodových defektov v kryštáli.