6 colių HPSI SiC substrato plokštelė, silicio karbido pusiau įžeidžianti SiC plokštelė
PVT silicio karbido kristalų SiC augimo technologija
Dabartiniai SiC monokristalų auginimo metodai daugiausia apima šiuos tris: skystosios fazės metodą, aukštoje temperatūroje vykstančio cheminio garų nusodinimo metodą ir fizikinio garų fazės pernašos (PVT) metodą. Iš jų PVT metodas yra labiausiai ištirta ir brandi SiC monokristalų auginimo technologija, o jo techniniai sunkumai yra šie:
(1) SiC monokristalas, kaitinamas aukštoje 2300 °C temperatūroje virš uždaros grafito kameros, užbaigia „kietos-dujinės-kietos“ konversijos rekristalizacijos procesą. Augimo ciklas yra ilgas, sunkiai kontroliuojamas ir linkęs į mikrovamzdelius, intarpus ir kitus defektus.
(2) Silicio karbido monokristalas, įskaitant daugiau nei 200 skirtingų kristalų tipų, tačiau paprastai gaminamas tik vienas kristalo tipas. Augimo procese lengva gaminti kristalo tipo transformaciją, dėl kurios atsiranda kelių tipų intarpų defektų. Vieno konkretaus kristalo tipo paruošimo procesą sunku kontroliuoti, kad būtų užtikrintas proceso stabilumas, pavyzdžiui, dabartinis pagrindinis 4H tipo kristalas.
(3) Silicio karbido monokristalo augimo terminiame lauke yra temperatūros gradientas, dėl kurio kristalo augimo procese atsiranda natūralus vidinis įtempis ir dėl to atsiranda dislokacijos, lūžiai ir kiti defektai.
(4) Silicio karbido monokristalų auginimo procese reikia griežtai kontroliuoti išorinių priemaišų patekimą, kad būtų gautas labai grynas pusiau izoliuojantis kristalas arba kryptingai legiruotas laidus kristalas. RF įrenginiuose naudojamiems pusiau izoliuojantiems silicio karbido substratams elektrinės savybės turi būti pasiektos kontroliuojant labai mažą priemaišų koncentraciją ir specifinius kristalo taškinių defektų tipus.
Detali schema
