Представляємо фізичний транспорт пари (PVT)

Власні характеристики SiC визначають, що зростання монокристалів є більш складним. Через відсутність Si:C=1:1 рідкої фази при атмосферному тиску, більш зрілий процес росту, прийнятий основним потоком напівпровідникової промисловості, не може бути використаний для вирощування більш зрілого методу росту - метод прямого витягування, низхідний тигель метод та інші методи для зростання. Після теоретичних розрахунків, лише коли тиск перевищує 105 атм і температура перевищує 3200 ℃, ми можемо отримати стехіометричне співвідношення розчину Si:C = 1:1. Метод pvt наразі є одним із найбільш поширених методів.

Метод PVT має низькі вимоги до обладнання для вирощування, простий і контрольований процес, а розробка технології є відносно зрілою та вже промислово розробленою. Структура методу PVT показана на малюнку нижче.

Регулювання аксіального та радіального температурного поля може бути реалізовано шляхом контролю зовнішнього стану теплозбереження графітового тигля. Порошок SiC поміщають на дно графітового тигля з вищою температурою, а затравковий кристал SiC фіксують у верхній частині графітового тигля з нижчою температурою. Відстань між порошком і затравковими кристалами зазвичай контролюється десятками міліметрів, щоб уникнути контакту між зростаючим монокристалом і порошком.

Градієнт температури зазвичай знаходиться в діапазоні 15-35°C/см інтервал. Для збільшення конвекції в печі утримується інертний газ під тиском 50-5000 Па. Порошок SiC нагрівають до 2000-2500 °C різними методами нагрівання (індукційне нагрівання та нагрівання опором, відповідним обладнанням є індукційна піч та піч опору), а сирий порошок сублімується та розкладається на газофазні компоненти, такі як Si, Si2C , SiC2 тощо, які транспортуються до кінця затравкового кристала за допомогою конвекції газу, і кристали SiC кристалізуються на затравкових кристалах для досягнення монокристалічного росту. Його типова швидкість росту становить 0,1-2 мм/год.

В даний час метод PVT був розроблений і зрілий, і він може реалізувати масове виробництво сотень тисяч штук на рік, і його розмір обробки був реалізований 6 дюймів, і зараз розвивається до 8 дюймів, і є також пов'язані компанії, що використовують реалізацію зразків чіпів із 8-дюймовою підкладкою. Однак метод PVT все ще має такі проблеми:

• Технологія підготовки підкладки SiC великого розміру все ще незріла. Оскільки метод PVT можливий лише в поздовжній довгій товщині, важко реалізувати поперечне розширення. Щоб отримати пластини SiC більшого діаметру, часто потрібно вкладати величезні кошти та зусилля, і з поточним розміром пластини SiC продовжує розширюватися, ця складність буде лише поступово зростати. (Те саме, що розвиток Si).
• Сучасний рівень дефектності підкладок SiC, вирощених методом PVT, залишається високим. Дислокації зменшують напругу блокування та збільшують струм витоку пристроїв SiC, що впливає на застосування пристроїв SiC.
• Субстрати P-типу важко підготувати PVT. В даний час пристрої SiC в основному є однополярними пристроями. Майбутні високовольтні біполярні пристрої вимагатимуть підкладок p-типу. Використання підкладки p-типу може реалізувати ріст епітаксіалу N-типу, у порівнянні зі зростанням епітаксіалу P-типу на підкладці N-типу має більш високу рухливість носія, що може додатково покращити продуктивність пристроїв SiC.