Mengapa memilih kaedah epitaksi fasa cecair?

Sifat unik SiC menjadikannya mencabar untuk mengembangkan kristal tunggal. Kaedah pertumbuhan konvensional yang digunakan dalam industri semikonduktor, seperti kaedah tarik lurus dan kaedah pijar menurun, tidak boleh digunakan kerana ketiadaan fasa cecair Si:C=1:1 pada tekanan atmosfera. Proses pertumbuhan memerlukan tekanan lebih besar daripada 105 atm dan suhu lebih tinggi daripada 3200°C untuk mencapai nisbah stoikiometri Si:C=1:1 dalam larutan, mengikut pengiraan teori.

Berbanding dengan kaedah PVT, kaedah fasa cecair untuk mengembangkan SiC mempunyai kelebihan berikut:

1. ketumpatan terkehel yang rendah. masalah kehelan dalam substrat SiC telah menjadi kunci untuk mengekang prestasi peranti SiC. Kehelan menembusi dan mikrotubul dalam substrat dipindahkan ke pertumbuhan epitaxial, meningkatkan arus kebocoran peranti dan mengurangkan voltan penyekat dan medan elektrik pecah. Di satu pihak, kaedah pertumbuhan fasa cecair boleh mengurangkan suhu pertumbuhan dengan ketara, mengurangkan kehelan yang disebabkan oleh tekanan haba semasa penyejukan daripada keadaan suhu tinggi, dan dengan berkesan menghalang penjanaan kehelan semasa proses pertumbuhan. Sebaliknya, proses pertumbuhan fasa cecair boleh merealisasikan penukaran antara kehelan yang berbeza, Kehelan Skru Benang (TSD) atau Kehelan Tepi Benang (TED) diubah menjadi kesalahan susun (SF) semasa proses pertumbuhan, mengubah arah perambatan , dan akhirnya dilepaskan ke dalam kesalahan lapisan. Arah perambatan diubah dan akhirnya dilepaskan ke luar kristal, menyedari penurunan ketumpatan terkehel dalam kristal yang semakin meningkat. Oleh itu, kristal SiC berkualiti tinggi tanpa mikrotubul dan ketumpatan terkehel yang rendah boleh diperolehi untuk meningkatkan prestasi peranti berasaskan SiC.

2. Mudah untuk merealisasikan substrat bersaiz lebih besar. Kaedah PVT, kerana suhu melintang sukar dikawal, pada masa yang sama, keadaan fasa gas dalam keratan rentas sukar untuk membentuk taburan suhu yang stabil, lebih besar diameter, lebih lama masa pengacuan, lebih sukar untuk mengawal, kos serta penggunaan masa adalah besar. Kaedah fasa cecair membolehkan pengembangan diameter yang agak mudah melalui teknik pelepasan bahu, yang membantu mendapatkan substrat yang lebih besar dengan cepat.

3. Hablur jenis P boleh disediakan. Kaedah fasa cecair disebabkan oleh tekanan pertumbuhan yang tinggi, suhu agak rendah, dan di bawah keadaan Al tidak mudah meruap dan hilang, kaedah fasa cecair menggunakan larutan fluks dengan penambahan Al boleh menjadi lebih mudah untuk mendapatkan yang tinggi. kepekatan pembawa hablur SiC jenis P. Kaedah PVT adalah suhu yang tinggi, parameter P-jenis mudah meruap.

Begitu juga, kaedah fasa cecair juga menghadapi beberapa masalah yang sukar, seperti pemejalwapan fluks pada suhu tinggi, kawalan kepekatan bendasing dalam kristal yang semakin meningkat, pembalut fluks, pembentukan kristal terapung, baki ion logam dalam pelarut bersama, dan nisbah daripada C: Si perlu dikawal ketat pada 1:1, dan kesukaran lain.