Jan yo montre nan Fig. 3, gen twa teknik dominan ki vize bay SiC kristal sèl ak kalite siperyè ak effciency: epitaksi faz likid (LPE), transpò vapè fizik (PVT), ak segondè-tanperati depo chimik vapè (HTCVD). PVT se yon pwosesis ki byen etabli pou pwodwi SiC kristal sèl, ki se lajman ki itilize nan gwo manifaktirè wafer.
Sepandan, tout twa pwosesis yo rapidman evolye ak inovasyon. Li poko posib pou konnen ki pwosesis yo pral adopte lajman alavni. Patikilyèman, bon jan kalite SiC sèl kristal ki te pwodwi pa kwasans solisyon nan yon pousantaj konsiderab te rapòte nan dènye ane yo, SiC en kwasans nan faz likid la mande pou yon tanperati ki pi ba pase sa yo ki nan pwosesis la sublimasyon oswa depo, epi li demontre ekselans nan pwodwi P. -type SiC substrats (Table 3) [33, 34].
Fig. 3: Chema twa teknik dominan kwasans kristal sèl SiC: (a) epitaksi faz likid; (b) transpò fizik vapè; (c) depo vapè chimik ki wo tanperati
Tablo 3: Konparezon LPE, PVT ak HTCVD pou grandi SiC kristal sèl [33, 34]
Kwasans solisyon se yon teknoloji estanda pou prepare semi-conducteurs konpoze [36]. Depi ane 1960 yo, chèchè yo te eseye devlope yon kristal nan solisyon [37]. Yon fwa teknoloji a devlope, supersaturation nan sifas kwasans lan ka byen kontwole, sa ki fè metòd solisyon an yon teknoloji pwomèt pou jwenn bon jan kalite lengote sèl kristal.
Pou kwasans solisyon nan kristal sèl SiC, sous la Si tij soti nan fonn Si trè pi pandan y ap crucible a grafit sèvi objektif doub: aparèy chofaj ak sous solute C. SiC kristal sèl yo gen plis chans pou yo grandi anba rapò ideyal esteyyometrik lè rapò a nan C ak Si se fèmen nan 1, ki endike yon pi ba dansite defo [28]. Sepandan, nan presyon atmosferik, SiC pa montre okenn pwen k ap fonn epi li dekonpoze dirèkteman atravè tanperati vaporizasyon ki depase anviwon 2,000 °C. SiC fonn, dapre atant teyorik, ka sèlman fòme anba grav ka wè nan dyagram nan faz binè Si-C (figi. 4) ki nan pa gradyan tanperati ak sistèm solisyon. Pi wo C nan fonn Si a varye de 1at.% a 13at.%. Kondwi C supersaturation, pi vit to kwasans lan, pandan y ap ba C fòs nan kwasans lan se C supersaturation ki domine presyon nan 109 Pa ak tanperati ki pi wo a 3,200 °C. Li ka supersaturation pwodui yon sifas lis [22, 36-38].tanperati ant 1,400 ak 2,800 °C, solubility nan C nan Si fonn lan varye de 1at.% a 13at.%. Fòs kondwi kwasans lan se supersaturation C ki domine pa gradyan tanperati ak sistèm solisyon. Plis C supersaturation pi wo a, pi vit to kwasans lan, pandan y ap ba C supersaturation pwodui yon sifas lis [22, 36-38].
Fig. 4: Dyagram faz binè Si-C [40]
Dopaj eleman metal tranzisyon oswa eleman ki ra-latè pa sèlman efektivman diminye tanperati kwasans lan, men sanble se sèl fason pou amelyore drastikman solubility kabòn nan Si fonn. Anplis de sa nan metal gwoup tranzisyon, tankou Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- 80], elatriye oswa metal latè ra, tankou Ce [81], Y [82], Sc, elatriye nan fonn Si a pèmèt solubilite kabòn nan depase 50at.% nan yon eta ki pre ekilib tèmodinamik. Anplis, teknik LPE favorab pou dopaj P-tip nan SiC, ki ka reyalize pa alyaj Al nan la.
sòlvan [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Sepandan, enkòporasyon nan Al mennen nan yon ogmantasyon nan rezistivite nan P-tip SiC kristal sèl [49, 56]. Apa de kwasans N-tip anba dopaj nitwojèn,
kwasans solisyon an jeneral kontinye nan yon atmosfè gaz inaktif. Malgre ke elyòm (He) pi chè pase agon, li favorize pa anpil entelektyèl akòz viskozite pi ba li yo ak pi wo konduktiviti tèmik (8 fwa nan agon) [85]. To migrasyon an ak kontni Cr nan 4H-SiC yo sanble anba He ak Ar atmosfè, li pwouve ke kwasans anba Heresults nan yon to kwasans ki pi wo pase kwasans underAr akòz pi gwo dissipation chalè nan detantè grenn nan [68]. Li anpeche fòmasyon vid yo andedan kristal la grandi ak nikleyasyon espontane nan solisyon an, Lè sa a, yon mòfoloji sifas lis ka jwenn [86].
Papye sa a prezante devlopman, aplikasyon, ak pwopriyete SiC aparèy, ak twa metòd prensipal yo pou grandi SiC kristal sèl. Nan seksyon sa yo, yo te revize teknik aktyèl solisyon kwasans yo ak paramèt kle korespondan yo. Finalman, yo te pwopoze yon pespektiv ki diskite sou defi yo ak travay nan lavni konsènan kwasans lan esansyèl nan kristal sèl SiC atravè metòd solisyon.
Lè poste: 01-Jul-2024