Memperkenalkan Transportasi Uap Fisik (PVT)

Karakteristik SiC sendiri menentukan pertumbuhan kristal tunggalnya lebih sulit. Karena tidak adanya fase cair Si:C=1:1 pada tekanan atmosfer, proses pertumbuhan yang lebih matang yang diadopsi oleh arus utama industri semikonduktor tidak dapat digunakan untuk menumbuhkan metode pertumbuhan yang lebih matang-metode penarikan lurus, wadah menurun metode dan metode pertumbuhan lainnya. Setelah perhitungan teoritis, hanya ketika tekanan lebih besar dari 105 atm dan suhu lebih tinggi dari 3200 ℃, kita dapat memperoleh rasio stoikiometri larutan Si:C = 1:1. Metode pvt saat ini merupakan salah satu metode yang lebih umum.

Metode PVT memiliki persyaratan yang rendah untuk peralatan pertumbuhan, proses yang sederhana dan terkendali, serta perkembangan teknologi yang relatif matang, dan sudah terindustrialisasi. Struktur metode PVT ditunjukkan pada gambar di bawah.

Pengaturan medan suhu aksial dan radial dapat diwujudkan dengan mengendalikan kondisi pelestarian panas eksternal wadah grafit. Serbuk SiC ditempatkan di bagian bawah wadah grafit dengan suhu lebih tinggi, dan kristal benih SiC dipasang di bagian atas wadah grafit dengan suhu lebih rendah. Jarak antara bubuk dan kristal benih umumnya dikontrol hingga puluhan milimeter untuk menghindari kontak antara kristal tunggal yang sedang tumbuh dan bubuk.

Gradien suhu biasanya berada pada kisaran interval 15-35°C/cm. Gas inert pada tekanan 50-5000 Pa ditahan di tungku untuk meningkatkan konveksi. Bubuk SiC dipanaskan hingga 2000-2500 °C dengan metode pemanasan yang berbeda (pemanasan induksi dan pemanasan resistansi, peralatan yang sesuai adalah tungku induksi dan tungku resistansi), dan bubuk mentah menyublim dan terurai menjadi komponen fase gas seperti Si, Si2C , SiC2, dll., yang diangkut ke ujung kristal benih dengan konveksi gas, dan kristal SiC dikristalisasi pada kristal benih untuk mencapai pertumbuhan kristal tunggal. Tingkat pertumbuhan tipikalnya adalah 0,1-2 mm/jam.

Saat ini, metode PVT telah dikembangkan dan dimatangkan, dan dapat mewujudkan produksi massal ratusan ribu keping per tahun, dan ukuran pemrosesannya telah terealisasi 6 inci, dan sekarang berkembang menjadi 8 inci, dan ada juga yang terkait. perusahaan menggunakan realisasi sampel chip substrat 8 inci. Namun metode PVT masih mempunyai permasalahan sebagai berikut:

• Teknologi persiapan substrat SiC ukuran besar masih belum matang. Karena metode PVT hanya dapat dilakukan pada tebal memanjang memanjang, maka pemuaian melintang sulit diwujudkan. Untuk mendapatkan wafer SiC berdiameter lebih besar seringkali perlu menginvestasikan sejumlah besar uang dan tenaga, dan dengan ukuran wafer SiC saat ini yang terus bertambah, kesulitan ini hanya akan meningkat secara bertahap. (Sama dengan perkembangan Si).
• Tingkat cacat pada substrat SiC yang ditumbuhkan dengan metode PVT saat ini masih tinggi. Dislokasi mengurangi tegangan pemblokiran dan meningkatkan arus bocor perangkat SiC, yang mempengaruhi penerapan perangkat SiC.
• Substrat tipe P sulit dibuat dengan PVT. Saat ini perangkat SiC sebagian besar merupakan perangkat unipolar. Perangkat bipolar tegangan tinggi di masa depan akan membutuhkan substrat tipe-p. Penggunaan substrat tipe-p dapat mewujudkan pertumbuhan epitaksi tipe-N, dibandingkan dengan pertumbuhan epitaksi tipe-P pada substrat tipe-N yang memiliki mobilitas pembawa lebih tinggi, yang selanjutnya dapat meningkatkan kinerja perangkat SiC.