Maye faza epitaksiyası nədir?

Maye fazalı epitaksiya (LPE) bərk substratlarda ərimədən yarımkeçirici kristal təbəqələrin yetişdirilməsi üsuludur.

SiC-nin unikal xüsusiyyətləri tək kristalların yetişdirilməsini çətinləşdirir. Yarımkeçiricilər sənayesində istifadə olunan adi böyümə üsulları, məsələn, düz dartma üsulu və enən tige üsulu, atmosfer təzyiqində Si:C=1:1 maye fazasının olmaması səbəbindən tətbiq edilə bilməz. Nəzəri hesablamalara görə məhlulda Si:C=1:1 stokiometrik nisbətinə nail olmaq üçün böyümə prosesi 105 atm-dən çox təzyiq və 3200°C-dən yüksək temperatur tələb edir.

Maye faza üsulu termodinamik tarazlıq şərtlərinə daha yaxındır və SiC kristallarını daha keyfiyyətli böyütməyə qadirdir.

Temperatur pota divarının yaxınlığında daha yüksək, toxum kristalında isə aşağıdır. Böyümə prosesi zamanı qrafit pota kristal böyüməsi üçün C mənbəyini təmin edir.

1. Title divarındakı yüksək temperatur C-nin yüksək həllolma qabiliyyəti ilə nəticələnir və bu, tez həll olunmasına səbəb olur. Bu, C-nin əhəmiyyətli dərəcədə həll edilməsi ilə pota divarında C ilə doymuş məhlulun meydana gəlməsinə səbəb olur.

2. Xeyli miqdarda həll olunmuş C olan məhlul köməkçi məhlulun konveksiya cərəyanları ilə toxum kristalının dibinə doğru nəql olunur. Toxum kristalının aşağı temperaturu C-də həllolma qabiliyyətinin azalmasına uyğundur və aşağı temperaturun sonunda C-doymuş məhlulun əmələ gəlməsinə səbəb olur.

3. Həddindən artıq doymuş C köməkçi məhlulda Si ilə birləşdikdə, SiC kristalları toxum kristalında epitaksial olaraq böyüyür. Həddindən artıq doymuş C çöküntüsü ilə konveksiya ilə məhlul C-ni həll edərək doymuş məhlul əmələ gətirərək tige divarının yüksək temperaturlu ucuna qayıdır.

Bu proses bir neçə dəfə təkrarlanır və nəticədə bitmiş SiC kristallarının böyüməsinə səbəb olur.