Thỏi SiC 2 inch Đường kính 50,8mmx10mmt Đơn tinh thể 4H-N
Công nghệ phát triển tinh thể SiC
Các đặc tính của SiC khiến việc phát triển các tinh thể đơn trở nên khó khăn. Nguyên nhân chủ yếu là do không có pha lỏng nào có tỷ lệ thành phần hóa học Si: C = 1: 1 ở áp suất khí quyển và không thể phát triển SiC bằng các phương pháp phát triển đã hoàn thiện hơn, chẳng hạn như phương pháp kéo trực tiếp và phương pháp nồi nấu chảy rơi, vốn là trụ cột của ngành công nghiệp bán dẫn. Về mặt lý thuyết, chỉ có thể thu được dung dịch có tỷ lệ thành phần hóa học Si: C = 1: 1 khi áp suất lớn hơn 10E5atm và nhiệt độ cao hơn 3200℃. Hiện nay, các phương pháp chính thống bao gồm phương pháp PVT, phương pháp pha lỏng và phương pháp lắng đọng hóa học pha hơi nhiệt độ cao.
Các tấm wafer và tinh thể SiC mà chúng tôi cung cấp chủ yếu được phát triển bằng phương pháp vận chuyển hơi vật lý (PVT) và sau đây là phần giới thiệu ngắn gọn về PVT:
Phương pháp vận chuyển hơi vật lý (PVT) có nguồn gốc từ kỹ thuật thăng hoa pha khí do Lely phát minh năm 1955, trong đó bột SiC được đặt trong ống than chì và được nung nóng đến nhiệt độ cao để làm bột SiC phân hủy và thăng hoa, sau đó ống than chì được làm nguội và các thành phần pha khí phân hủy của bột SiC được lắng đọng và kết tinh thành tinh thể SiC trong khu vực xung quanh ống than chì. Mặc dù phương pháp này khó thu được các tinh thể đơn SiC có kích thước lớn và quá trình lắng đọng bên trong ống than chì khó kiểm soát, nhưng nó cung cấp ý tưởng cho các nhà nghiên cứu sau này.
YM Tairov và cộng sự ở Nga đã giới thiệu khái niệm tinh thể hạt giống trên cơ sở này, giải quyết được vấn đề về hình dạng tinh thể không kiểm soát được và vị trí hạt nhân của tinh thể SiC. Các nhà nghiên cứu sau đó tiếp tục cải tiến và cuối cùng phát triển phương pháp truyền hơi vật lý (PVT) được sử dụng trong công nghiệp ngày nay.
Là phương pháp phát triển tinh thể SiC sớm nhất, PVT hiện là phương pháp phát triển chính thống nhất đối với tinh thể SiC. So với các phương pháp khác, phương pháp này có yêu cầu thấp về thiết bị phát triển, quy trình phát triển đơn giản, khả năng kiểm soát mạnh mẽ, phát triển và nghiên cứu toàn diện và đã được công nghiệp hóa.
Sơ đồ chi tiết



