Fiziki Buxar Nəqliyyatının (PVT) tətbiqi

SiC-nin öz xüsusiyyətləri onun monokristal böyüməsinin daha çətin olduğunu müəyyən edir. Atmosfer təzyiqində Si:C=1:1 maye fazasının olmaması səbəbindən yarımkeçirici sənayenin əsas axını tərəfindən qəbul edilən daha yetkin böyümə prosesi, daha yetkin böyümə metodu-düz çəkmə üsulu, enən pota ilə böyümək üçün istifadə edilə bilməz. üsul və böyümənin digər üsulları. Nəzəri hesablamalardan sonra, yalnız təzyiq 105 atm-dən çox olduqda və temperatur 3200 ℃-dən yüksək olduqda, Si:C = 1:1 məhlulunun stokiometrik nisbətini əldə edə bilərik. pvt metodu hazırda ən əsas metodlardan biridir.

PVT metodu böyümə avadanlıqlarına, sadə və idarə olunan prosesə aşağı tələblərə malikdir və texnologiyanın inkişafı nisbətən yetkindir və artıq sənayeləşmişdir. PVT metodunun strukturu aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.

Eksenel və radial temperatur sahəsinin tənzimlənməsi qrafit potasının xarici istilik saxlama vəziyyətini idarə etməklə həyata keçirilə bilər. SiC tozu daha yüksək temperaturda olan qrafit tiçənin dibinə yerləşdirilir və SiC toxum kristalı daha aşağı temperaturda qrafit tigesinin yuxarı hissəsində sabitlənir. Toz və toxum kristalları arasındakı məsafə ümumiyyətlə böyüyən tək kristal və toz arasında təmasın qarşısını almaq üçün onlarla millimetr olaraq idarə olunur.

Temperatur qradiyenti adətən 15-35°C/sm intervalında olur. Konveksiyanı artırmaq üçün sobada 50-5000 Pa təzyiqdə inert qaz saxlanılır. SiC tozu müxtəlif isitmə üsulları ilə 2000-2500°C-yə qədər qızdırılır (induksiya ilə qızdırma və müqavimətli qızdırma, müvafiq avadanlıq induksiya sobası və müqavimət sobasıdır) və xam toz sublimasiya edir və Si, Si2C kimi qaz fazalı komponentlərə parçalanır. qaz konveksiyası ilə toxum kristal ucuna daşınan , SiC2 və s. və SiC kristalları tək kristal böyüməsinə nail olmaq üçün toxum kristalları üzərində kristallaşdırılır. Onun tipik böyümə sürəti 0,1-2 mm/saatdır.

Hal-hazırda, PVT metodu hazırlanmış və yetkinləşmişdir və ildə yüz minlərlə ədədin kütləvi istehsalını həyata keçirə bilər və onun emal ölçüsü 6 düym həyata keçirilmişdir və indi 8 düymədək inkişaf edir və bununla əlaqədar da var. 8 düymlük substrat çip nümunələrinin reallaşdırılmasını istifadə edən şirkətlər. Bununla belə, PVT metodunda hələ də aşağıdakı problemlər var:

• Böyük ölçülü SiC substratının hazırlanması texnologiyası hələ də yetişməmişdir. PVT üsulu yalnız uzununa uzun qalınlığında ola biləcəyi üçün, eninə genişlənməni həyata keçirmək çətindir. Daha böyük diametrli SiC vafliləri əldə etmək üçün çox vaxt böyük miqdarda pul və səy sərf etmək lazımdır və mövcud SiC vafli ölçüsü genişlənməyə davam etdikcə bu çətinlik yalnız tədricən artacaq. (Si-nin inkişafı ilə eynidir).
• PVT üsulu ilə yetişdirilən SiC substratlarında mövcud qüsur səviyyəsi hələ də yüksəkdir. Dislokasiyalar bloklama gərginliyini azaldır və SiC cihazlarının sızma cərəyanını artırır ki, bu da SiC cihazlarının tətbiqinə təsir göstərir.
• P tipli substratları PVT ilə hazırlamaq çətindir. Hal-hazırda SiC cihazları əsasən birqütblü cihazlardır. Gələcək yüksək gərginlikli bipolyar cihazlar üçün p tipli substratlar tələb olunacaq. P-tipli substratın istifadəsi N-tipli epitaksialın böyüməsini həyata keçirə bilər, N-tipli substratda P-tipli epitaksialın böyüməsi ilə müqayisədə daha yüksək daşıyıcı hərəkətliliyə malikdir, bu da SiC cihazlarının işini daha da yaxşılaşdıra bilər.