Memperkenalkan Pengangkutan Wap Fizikal (PVT)

Ciri-ciri SiC sendiri menentukan pertumbuhan kristal tunggalnya lebih sukar. Disebabkan ketiadaan fasa cecair Si:C=1:1 pada tekanan atmosfera, proses pertumbuhan yang lebih matang yang diterima pakai oleh arus perdana industri semikonduktor tidak boleh digunakan untuk mengembangkan kaedah pertumbuhan yang lebih matang-kaedah penarikan lurus, pijar menurun. kaedah dan kaedah lain untuk pertumbuhan. Selepas pengiraan teori, hanya apabila tekanan lebih besar daripada 105 atm dan suhu lebih tinggi daripada 3200 ℃, kita boleh mendapatkan nisbah stoikiometri Si:C = 1:1 penyelesaian. Kaedah pvt kini merupakan salah satu kaedah yang lebih arus perdana.

Kaedah PVT mempunyai keperluan yang rendah untuk peralatan pertumbuhan, proses yang mudah dan terkawal, dan pembangunan teknologi agak matang, dan telah pun diindustrikan. Struktur kaedah PVT ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Peraturan medan suhu paksi dan jejarian boleh direalisasikan dengan mengawal keadaan pemeliharaan haba luaran pijar grafit. Serbuk SiC diletakkan di bahagian bawah mangkuk grafit dengan suhu yang lebih tinggi, dan hablur benih SiC dipasang di bahagian atas mangkuk grafit dengan suhu yang lebih rendah. Jarak antara serbuk dan hablur benih secara amnya dikawal berpuluh-puluh milimeter untuk mengelakkan sentuhan antara kristal tunggal yang tumbuh dan serbuk.

Kecerunan suhu biasanya dalam julat 15-35°C/cm selang. Gas lengai pada tekanan 50-5000 Pa dikekalkan di dalam relau untuk meningkatkan perolakan. Serbuk SiC dipanaskan kepada 2000-2500°C dengan kaedah pemanasan yang berbeza (pemanasan induksi dan pemanasan rintangan, peralatan yang sepadan ialah relau aruhan dan relau rintangan), dan serbuk mentah menyublim dan terurai menjadi komponen fasa gas seperti Si, Si2C , SiC2, dsb., yang diangkut ke hujung kristal benih dengan perolakan gas, dan kristal SiC dihablurkan pada kristal benih untuk mencapai pertumbuhan kristal tunggal. Kadar pertumbuhan biasa ialah 0.1-2mm/j.

Pada masa ini, kaedah PVT telah dibangunkan dan matang, dan dapat merealisasikan pengeluaran besar-besaran ratusan ribu keping setiap tahun, dan saiz pemprosesannya telah direalisasikan 6 inci, dan kini berkembang kepada 8 inci, dan terdapat juga yang berkaitan syarikat menggunakan realisasi sampel cip substrat 8 inci. Walau bagaimanapun, kaedah PVT masih mempunyai masalah berikut:

• Teknologi penyediaan substrat SiC saiz besar masih belum matang. Oleh kerana kaedah PVT hanya boleh dalam tebal panjang membujur, sukar untuk merealisasikan pengembangan melintang. Untuk mendapatkan wafer SiC diameter yang lebih besar selalunya perlu melabur sejumlah besar wang dan usaha, dan dengan saiz wafer SiC semasa terus berkembang, kesukaran ini hanya akan meningkat secara beransur-ansur. (Sama seperti perkembangan Si).
• Tahap kecacatan semasa pada substrat SiC yang ditanam dengan kaedah PVT masih tinggi. Dislokasi mengurangkan voltan menyekat dan meningkatkan arus bocor peranti SiC, yang menjejaskan penggunaan peranti SiC.
• Substrat jenis P sukar disediakan oleh PVT. Pada masa ini peranti SiC kebanyakannya adalah peranti unipolar. Peranti bipolar voltan tinggi masa hadapan akan memerlukan substrat jenis p. Penggunaan substrat jenis p dapat merealisasikan pertumbuhan epitaxial jenis N, berbanding dengan pertumbuhan epitaxial jenis P pada substrat jenis N mempunyai mobiliti pembawa yang lebih tinggi, yang boleh meningkatkan lagi prestasi peranti SiC.