3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, SiC монокристалын жогорку сапат жана эффективдүүлүк менен камсыз кылууга багытталган үч басымдуу ыкма бар: суюк фазалык эпитаксия (LPE), физикалык бууларды ташуу (PVT) жана жогорку температурадагы химиялык бууларды жайгаштыруу (HTCVD). PVT ири пластинка өндүрүүчүлөрүндө кеңири колдонулган SiC монокристалын өндүрүү үчүн жакшы жолго коюлган процесс.
Бирок, үч процесс тең тез өнүгүп, жаңыланууда. Келечекте кайсы процесс кеңири жайылаарын азырынча айтуу мүмкүн эмес. Айрыкча, жогорку сапаттагы SiC монокристаллынын эритменин бир кыйла тездик менен өсүшү акыркы жылдары билдирилген, суюк фазада SiC жапырт өсүшү сублимация же туташтыруу процессине караганда төмөн температураны талап кылат жана ал P. -тип SiC субстраттары (таблица 3) [33, 34].
3-сүрөт: SiC монокристалын өстүрүүнүн үч үстөмдүк кылуучу техникасынын схемасы: (а) суюк фаза эпитаксиси; (б) физикалык бууларды ташуу; (в) жогорку температурадагы химиялык буулардын чөктүрүлүшү
3-таблица: SiC монокристаллдарын өстүрүү үчүн LPE, PVT жана HTCVD салыштыруу [33, 34]
Чечимдин өсүшү - кошулма жарым өткөргүчтөрдү даярдоонун стандарттуу технологиясы [36]. 1960-жылдан бери изилдөөчүлөр эритмеде кристалл иштеп чыгууга аракет кылышкан [37]. Технология иштелип чыккандан кийин, өсүү бетинин суперсатурациясын жакшы башкарса болот, бул эритме ыкмасын жогорку сапаттагы монокристалл куймаларын алуу үчүн келечектүү технологияга айландырат.
SiC монокристаллынын эритмесинин өсүшү үчүн Si булагы өтө таза Si эритмесинен келип чыгат, ал эми графит тигел эки максатты аткарат: жылыткыч жана С эритүүчү булагы. SiC монокристаллдары идеалдуу стехиометриялык катышта C жана Si катышы 1ге жакын болгондо өсүү ыктымалдуулугу жогору, бул кемчиликтин тыгыздыгынын төмөндүгүн көрсөтөт [28]. Бирок, атмосфералык басымда, SiC эрүү температурасын көрсөтпөйт жана 2000 °Cден ашкан буулануу температурасы аркылуу түздөн-түз ажырайт. SiC эритмелери, теориялык күтүүлөргө ылайык, катуу шартта гана түзүлүшү мүмкүн Si-C бинардык фаза диаграммасынан (4-сүрөт) температура градиенти жана эритме системасы боюнча. Си эритмесинде С канчалык жогору болсо, 1ат.%тен 13ат.%ке чейин өзгөрөт. Айдоочу С суперсатурациясы өсүү темпи ошончолук тезирээк болот, ал эми өсүштүн төмөнкү C күчү 109 Па басым жана 3200 °C жогору температурада басымдуулук кылган С суперсатурациясы болуп саналат. Ал суперканыктыруу жылмакай бетти түзө алат [22, 36-38]. 1400 жана 2800 °C ортосундагы температура, Си эритмесинде С эригичтиги 1ат.%тен 13ат.%ке чейин өзгөрөт. Өсүштүн кыймылдаткыч күчү температура градиенти жана эритме системасы үстөмдүк кылган С суперсатурациясы болуп саналат. С суперсатурациясы канчалык жогору болсо, өсүү темпи ошончолук тезирээк болот, ал эми төмөн С суперсатурациясы жылмакай бетти пайда кылат [22, 36-38].
4-сүрөт: Si-C бинардык фаза диаграммасы [40]
Өткөөл металл элементтерин же сейрек кездешүүчү элементтерди допинг менен колдонуу өсүү температурасын эффективдүү төмөндөтүп гана койбостон, Si эритмесинде көмүртектин эригин кескин жакшыртуунун бирден бир жолу болуп көрүнөт. Ти [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77-] сыяктуу өткөөл топтун металлдарынын кошулушу. 80], ж.б. же сейрек кездешүүчү металлдар, мисалы, Ce [81], Y [82], Sc ж.б. эригичтиги термодинамикалык тең салмактуулукка жакын абалда 50ат.% ашат. Мындан тышкары, LPE техникасы SiCтин P-тибиндеги допингге ыңгайлуу, ага Al-ды эритмелөө аркылуу жетүүгө болот.
эриткич [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Бирок, Alдын кошулушу P-типтеги SiC монокристаллдарынын каршылык касиетинин жогорулашына алып келет [49, 56]. Азоттук допингдин астында N-типтин өсүшүнөн тышкары,
эритменин өсүшү көбүнчө инерттүү газ атмосферасында жүрөт. Гелий (He) аргонго караганда кымбатыраак болгону менен, анын илешкектүүлүгү төмөн жана жылуулук өткөрүмдүүлүгү жогору болгондуктан (аргондон 8 эсе көп) көп окумуштуулар жактырышат [85]. 4H-SiCдеги миграциялык ылдамдык жана Cr мазмуну He жана Ar атмосферасында окшош, үрөн кармоочунун жылуулукту көбүрөөк таркатуусунан улам, Ардын астындагы өсүшкө караганда өсүү темпинин жогору экени далилденген [68]. Ал өскөн кристаллдын ичиндеги боштуктардын пайда болушуна жана эритмеде стихиялуу нуклеацияга тоскоол болот, андан кийин жылмакай беттин морфологиясын алууга болот [86].
Бул макалада SiC приборлорунун өнүгүшү, колдонулушу жана касиеттери жана SiC монокристалын өстүрүүнүн үч негизги ыкмасы киргизилген. Кийинки бөлүмдөрдө, учурдагы чечим өстүрүү ыкмалары жана тиешелүү негизги параметрлери каралып чыкты. Акырында, чечүү ыкмасы аркылуу SiC монокристаллдарынын жапырт өсүшүнө байланыштуу көйгөйлөр жана келечектеги иштер талкууланган көз караш сунушталды.
Посттун убактысы: 2024-01-01