Ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3, aya tilu téhnik dominan dimaksudkeun pikeun nyadiakeun SiC kristal tunggal jeung kualitas luhur sarta effciency: fase cair epitaxy (LPE), angkutan uap fisik (PVT), sarta-suhu luhur déposisi uap kimia (HTCVD). PVT mangrupakeun prosés well-ngadegkeun pikeun ngahasilkeun SiC kristal tunggal, nu loba dipaké dina pabrik wafer utama.
Nanging, sadaya tilu prosés éta gancang mekar sareng berinovasi. Teu acan tiasa ngabéréskeun prosés mana anu bakal diadopsi sacara lega di hareup. Utamana, kualitas luhur SiC kristal tunggal dihasilkeun ku tumuwuhna leyuran dina laju considerable geus dilaporkeun dina taun panganyarna, tumuwuhna bulk SiC dina fase cair merlukeun suhu nu leuwih handap ti éta tina prosés sublimation atawa déposisi, sarta eta nunjukkeun kaunggulan dina ngahasilkeun P. -tipe substrat SiC (Table 3) [33, 34].
Gbr. 3: Schematic tilu dominan SiC téhnik pertumbuhan kristal tunggal: (a) epitaxy fase cair; (b) angkutan uap fisik; (c) déposisi uap kimia suhu luhur
Méja 3: Babandingan LPE, PVT sareng HTCVD pikeun tumuwuh kristal tunggal SiC [33, 34]
Tumuwuh solusi mangrupikeun téknologi standar pikeun nyiapkeun sanyawa semikonduktor [36]. Ti taun 1960-an, panalungtik geus nyoba ngamekarkeun kristal dina leyuran [37]. Sakali téknologi dikembangkeun, supersaturation tina permukaan kamekaran tiasa dikontrol sacara saé, anu ngajantenkeun metode solusi téknologi anu ngajangjikeun pikeun kéngingkeun ingot kristal tunggal anu kualitas luhur.
Pikeun tumuwuhna solusi kristal tunggal SiC, sumber Si asalna tina ngalembereh Si kacida murni sedengkeun crucible grafit boga fungsi ganda: manaskeun jeung sumber solute C. SiC kristal tunggal leuwih gampang tumuwuh dina nisbah stoichiometric idéal lamun babandingan C jeung Si deukeut 1, nunjukkeun dénsitas cacad handap [28]. Sanajan kitu, dina tekanan atmosfir, SiC nembongkeun euweuh titik lebur sarta decomposes langsung ngaliwatan vaporization hawa ngaleuwihan sabudeureun 2.000 °C. SiC melts, nurutkeun ekspektasi téoritis, ngan bisa kabentuk dina kaayaan parna ditempo ti diagram fase binér Si-C (Gbr. 4) yén dina gradién suhu jeung sistem solusi. Nu leuwih luhur C dina lebur Si beda-beda ti 1at.% nepi ka 13at.%. The nyetir C supersaturation, laju tumuwuh gancang, sedengkeun gaya C low tumuwuhna nyaéta C supersaturation nu didominasi tekanan 109 Pa jeung suhu luhur 3.200 °C. Bisa supersaturation ngahasilkeun permukaan lemes [22, 36-38].suhu antara 1.400 jeung 2.800 °C, kaleyuran C dina lebur Si beda-beda ti 1at.% nepi ka 13at.%. Daya panggerak pertumbuhan nyaéta supersaturasi C anu didominasi ku gradién suhu sareng sistem solusi. Nu leuwih luhur supersaturation C, laju tumuwuh gancang, sedengkeun supersaturation C low ngahasilkeun permukaan lemes [22, 36-38].
Gbr. 4: diagram fase binér Si-C [40]
Doping unsur logam transisi atawa unsur rare-earth teu ngan éféktif nurunkeun suhu tumuwuhna tapi sigana hiji-hijina cara pikeun drastis ngaronjatkeun kaleyuran karbon dina Si ngalembereh. Penambahan logam golongan transisi, kayaning Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- 80], jsb atawa logam bumi jarang, kayaning Ce [81], Y [82], Sc, jsb mun Si ngalembereh ngamungkinkeun kaleyuran karbon ngaleuwihan 50at.% dina kaayaan deukeut kasatimbangan termodinamika. Leuwih ti éta, téhnik LPE téh nguntungkeun pikeun P-tipe doping of SiC, nu bisa dihontal ku alloying Al kana
pangleyur [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Sanajan kitu, incorporation of Al ngabalukarkeun kanaékan résistansi tina P-tipe SiC kristal tunggal [49, 56] .Salain ti N-tipe tumuwuh dina doping nitrogén,
pertumbuhan leyuran umumna proceeds dina atmosfir gas inert. Sanajan hélium (He) leuwih mahal ti argon, éta favored ku loba sarjana alatan viskositas handap sarta konduktivitas termal luhur (8 kali argon) [85]. Laju migrasi sareng eusi Cr dina 4H-SiC sami sareng atmosfir He sareng Ar, dibuktikeun yén pertumbuhan dina Heresults dina laju pertumbuhan anu langkung luhur tibatan pertumbuhan underAr kusabab dissipation panas anu langkung ageung tina wadah siki [68]. Anjeunna impedes formasi voids jero kristal tumuwuh sarta nucleation spontan dina leyuran, lajeng, morfologi permukaan lemes tiasa didapet [86].
Tulisan ieu ngenalkeun pamekaran, aplikasi, sareng sipat alat SiC, sareng tilu metode utama pikeun ngembang kristal tunggal SiC. Dina bagian di handap ieu, téknik pertumbuhan solusi ayeuna sareng parameter konci anu saluyu diulas. Tungtungna, hiji outlook diusulkeun anu ngabahas tantangan jeung karya hareup ngeunaan tumuwuhna bulk kristal tunggal SiC via metoda solusi.
waktos pos: Jul-01-2024