Araka ny aseho ao amin'ny sary 3, misy teknika telo manan-danja mikendry ny hanome kristaly tokana SiC manana kalitao avo lenta sy mahomby: epitaxy phase liquide (LPE), fitaterana etona ara-batana (PVT), ary fametrahana etona simika avo lenta (HTCVD). Ny PVT dia dingana efa voafaritra tsara amin'ny famokarana kristaly tokana SiC, izay ampiasaina betsaka amin'ny mpanamboatra wafer lehibe.
Na izany aza, ireo dingana telo ireo dia mivoatra haingana sy manavao. Tsy mbola azo atao ny manamarina hoe inona no dingana azo raisina amin'ny ho avy. Indrindra indrindra, ny kristaly tokana SiC avo lenta novokarin'ny fitomboan'ny vahaolana amin'ny tahan'ny be dia be dia notaterina tato anatin'ny taona vitsivitsy, ny fitomboan'ny ampahany betsaka amin'ny SiC amin'ny dingan'ny rano dia mitaky mari-pana ambany kokoa noho ny an'ny sublimation na ny dingan'ny deposition, ary mampiseho ny fahaiza-manaony amin'ny famokarana P. -karazana SiC substrates (Table 3) [33, 34].
Fig. 3: Schematic amin'ny teknika fitomboan'ny kristaly tokana SiC telo manan-danja: (a) epitaxy phase liquide; b) fitaterana etona ara-batana; (c) fametrahana etona simika amin'ny hafanana ambony
Table 3: Fampitahana ny LPE, PVT ary HTCVD amin'ny fampitomboana kristaly tokana SiC [33, 34]
Ny fitomboan'ny vahaolana dia teknolojia manara-penitra amin'ny fanomanana semiconductor fitambarana [36]. Hatramin'ny taona 1960, ny mpikaroka dia nanandrana nanamboatra kristaly amin'ny vahaolana [37]. Rehefa mandroso ny teknolojia, dia azo fehezina tsara ny supersaturation ny haavon'ny fitomboana, izay mahatonga ny fomba vahaolana ho teknolojia mampanantena hahazoana ingots kristaly tokana avo lenta.
Ho an'ny fitomboan'ny vahaolana amin'ny kristaly tokana SiC, ny loharano Si dia avy amin'ny Si mitsonika tena madio raha toa ka misy tanjona roa ny grafita: heater sy loharano C solute. Ny kristaly tokana SiC dia mety hitombo eo ambanin'ny tahan'ny stoichiometric tsara indrindra rehefa manakaiky ny 1 ny tahan'ny C sy Si, izay manondro ny hakitroky ambany kokoa [28]. Na izany aza, amin'ny fanerena amin'ny atmosfera, ny SiC dia tsy mampiseho teboka mitsonika ary mipoitra mivantana amin'ny alàlan'ny mari-pana etona mihoatra ny 2,000 ° C. Ny SiC miempo, araka ny andrandraina ara-teorika, dia tsy azo amboarina ao anatin'ny henjana ihany no jerena avy amin'ny diagrama dingana binary Si-C (sary 4) izay amin'ny alàlan'ny gradient hafanana sy rafitra vahaolana. Ny avo kokoa ny C ao amin'ny Si mitsonika dia miovaova amin'ny 1at.% hatramin'ny 13at.%. Ny supersaturation mitondra C, ny haingana ny tahan'ny fitomboana, raha ambany C hery ny fitomboana dia ny C supersaturation izay anjakan'ny tsindry ny 109 Pa sy ny mari-pana ambony 3,200 °C. Afaka ny supersaturation mamokatra ambonin'ny malama [22, 36-38]. hafanana eo anelanelan'ny 1,400 sy 2,800 °C, ny solubility ny C ao amin'ny Si mitsonika dia miovaova amin'ny 1at.% hatramin'ny 13at.%. Ny hery mitarika ny fitomboana dia ny supersaturation C izay anjakan'ny gradient mari-pana sy ny rafitra vahaolana. Arakaraka ny ambony ny C supersaturation, ny haingana ny tahan'ny fitomboana, raha ambany C supersaturation mamokatra ambonin'ny malama [22, 36-38].
Fig. 4: Diagram de phase binary Si-C [40]
Ny singa metaly tetezamita doping na singa tsy fahita firy amin'ny tany dia tsy vitan'ny fampidinana ny mari-pana amin'ny fitomboana fa toa ny hany fomba hanatsarana ny fahapotehan'ny karbaona ao amin'ny Si. Ny fanampiana metaly vondrona tetezamita, toy ny Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- 80], sns. na metaly tany tsy fahita firy, toy ny Ce [81], Y [82], Sc, sns. amin'ny Si mitsonika dia mamela ny solubility karbônina hihoatra ny 50at.% amin'ny fanjakana akaikin'ny equilibrium thermodynamic. Ankoatr'izay, ny teknika LPE dia tsara ho an'ny doping P-karazana SiC, izay azo tanterahina amin'ny alàlan'ny fampidirana Al amin'ny
solvent [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Na izany aza, ny fampidirana ny Al dia mitarika amin'ny fitomboan'ny fanoherana ny kristaly tokana P-karazana SiC [49, 56]. Ankoatra ny fitomboan'ny karazana N eo ambanin'ny doping azota,
Ny fitomboan'ny vahaolana amin'ny ankapobeny dia mandeha amin'ny atmosfera entona inert. Na dia lafo kokoa noho ny argon aza ny heliôma (He) dia tian'ny manam-pahaizana maro izy io noho ny viscosity ambany kokoa sy ny conductivity mafana kokoa (in-8 amin'ny argon) [85]. Ny tahan'ny fifindra-monina sy ny votoatin'ny Cr ao amin'ny 4H-SiC dia mitovy amin'ny atmosfera He sy Ar, voaporofo fa ny fitomboan'ny Heresults amin'ny taham-pitomboana ambony kokoa noho ny fitomboan'ny Ar noho ny fiparitahan'ny hafanana lehibe kokoa amin'ny mpihazona voa [68]. Izy dia manakana ny fiforonan'ny voids ao anatin'ny kristaly mitombo sy ny nucleation mandeha ho azy ao amin'ny vahaolana, avy eo, azo atao ny mahazo morphologie ambonin'ny tany [86].
Ity taratasy ity dia nampiditra ny fampandrosoana, ny fampiharana ary ny fananan'ny fitaovana SiC, ary ireo fomba telo lehibe amin'ny fampitomboana kristaly tokana SiC. Ao amin'ny fizarana manaraka, ny teknika fitomboan'ny vahaolana amin'izao fotoana izao sy ny mari-pamantarana fototra mifandraika amin'izany dia nodinihina. Farany, nisy fomba fijery natolotra izay niresaka momba ny fanamby sy ny asa ho avy momba ny fitomboan'ny kristaly tokana SiC amin'ny alàlan'ny fomba vahaolana.
Fotoana fandefasana: Jul-01-2024