3-nji suratda görkezilişi ýaly, SiC ýeke kristalyny ýokary hilli we netijelilik bilen üpjün etmegi maksat edinýän üç sany esasy usul bar: suwuk faza epitaksiýasy (LPE), fiziki bug transporty (PVT) we ýokary temperaturaly himiki bug buglanyşy (HTCVD). PVT, esasy wafli öndürijilerinde giňden ulanylýan SiC ýeke kristal öndürmek üçin oňat döredilen prosesdir.
Şeýle-de bolsa, üç prosesiň hemmesi çalt ösýär we täzelenýär. Geljekde haýsy prosesiň giňden kabul ediljekdigini öňe sürmek mümkin däl. Hususan-da, soňky ýyllarda ep-esli derejede ergin bilen öndürilen ýokary hilli SiC ýeke kristal, suwuk fazadaky SiC köp mukdarda sublimasiýa ýa-da çöketlik prosesinden has pes temperaturany talap edýär we P öndürmekde ýokary ussatlygy görkezýär - görnüşi SiC substratlary (3-nji tablisa) [33, 34].
3-nji surat: Üç sany agdyklyk edýän SiC ýeke kristal ösüş usulynyň shemasy: (a) suwuk faza epitaksiýasy; (b) fiziki buglary daşamak; (c) ýokary temperaturaly himiki bug çökdürilmegi
3-nji tablisa: SiC ýeke kristallaryny ösdürip ýetişdirmek üçin LPE, PVT we HTCVD deňeşdirme [33, 34]
Çözüwiň ösüşi, birleşýän ýarymgeçirijileri taýýarlamak üçin adaty tehnologiýadyr [36]. Gözlegçiler 1960-njy ýyllardan bäri erginde kristal döretmäge synanyşýarlar [37]. Tehnologiýa işlenip düzülenden soň, ösüş ýüzüniň supersaturasiýasy gowy dolandyrylyp bilner, bu çözgüt usulyny ýokary hilli ýeke kristal ingotlary almak üçin geljegi uly tehnologiýa öwürýär.
SiC ýeke kristalyň çözgüdi ösmegi üçin Si çeşmesi ýokary arassa Si eremeginden emele gelýär, grafit çüýrän goşa maksatlara hyzmat edýär: gyzdyryjy we C ergin çeşmesi. SiC ýeke kristallary, C we Si gatnaşygy 1-e ýakyn bolanda, iň pes kemçilik dykyzlygyny görkezýän ideal stohiometrik gatnaşygynda ösmegi has ähtimaldyr [28]. Şeýle-de bolsa, atmosfera basyşynda SiC ereýän nokady görkezmeýär we 2000 ° C-den ýokary bug buglary arkaly gönüden-göni dargaýar. SiC ereýär, teoretiki garaşmalara görä, diňe Si-C ikilik faza diagrammasyndan (4-nji surat) temperatura gradiýenti we çözgüt ulgamy arkaly gaty görnüp bilýär. Si eritmesindäki C näçe ýokary bolsa, 1at% -den 13at% -e çenli üýtgeýär. Hereketlendiriji C supersaturasiýasy, ösüş depgini has çalt, ösüşiň pes C güýji bolsa 109 Pa basyşda we 3,200 ° C-den ýokary temperaturada agdyklyk edýän C supersaturasiýasydyr. Supersaturasiýa tekiz bir ýer öndürip biler [22, 36-38]. 1400 bilen 2800 ° C aralygyndaky temperaturalar, Si eritmesinde C-iň erginligi 1at% -den 13at.% Aralygynda üýtgeýär. Ösüşiň hereketlendiriji güýji, temperatura gradiýenti we çözgüt ulgamy agdyklyk edýän C supersaturasiýasydyr. C supersaturasiýa näçe ýokary bolsa, ösüş depgini çalt bolýar, pes C supersaturasiýa bolsa tekiz ýer öndürýär [22, 36-38].
4-nji surat: Si-C ikilik faza diagrammasy [40]
Doping geçiş metal elementleri ýa-da seýrek toprak elementleri diňe bir ösüş temperaturasyny peseltmek bilen çäklenmän, Si eremeginde uglerodyň erginini düýpgöter gowulandyrmagyň ýeke-täk usuly bolup görünýär. Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- ýaly geçiş toparlarynyň metallarynyň goşulmagy. 80] we ş.m. ýa-da Si ereýän Ce [81], Y [82], Sc we ş.m. ýaly seýrek toprak metallary, termodinamiki deňagramlylyga ýakyn ýagdaýda uglerodyň ergininiň 50at.% -Den geçmegine mümkinçilik berýär. Mundan başga-da, LPE usuly Si-ni P görnüşli doping üçin amatly, Al-a goşulmak arkaly gazanyp bolar.
çözüji [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Şeýle-de bolsa, Al-yň goşulmagy, P görnüşli SiC ýeke kristallarynyň garşylygynyň ýokarlanmagyna getirýär [49, 56]. Azot dopinginde N görnüşli ösüşden bölek,
çözgüdiň ösüşi adatça inert gaz atmosferasynda dowam edýär. Geliý (He) argondan has gymmat bolsa-da, pes ýapyşyklylygy we ýokary ýylylyk geçirijiligi (argonyň 8 gezek) sebäpli köp alym tarapyndan makullanýar [85]. 4H-SiC-de göçüş tizligi we Cr düzümi He we Ar atmosferasynda meňzeşdir, tohum eýesiniň has köp ýylylyk ýaýramagy sebäpli Heresultyň aşagyndaky ösüşden has ýokary ösüş depgini subut edilýär [68]. Ol erginde ösen kristalyň we öz-özünden ýadro görnüşiniň içindäki boşluklaryň döremegine päsgelçilik döredýär, şonuň üçin tekiz ýerüsti morfologiýa alynyp bilner [86].
Bu kagyz, SiC enjamlarynyň ösüşi, amaly programmalary we aýratynlyklary we SiC ýeke kristalyny ösdürmegiň üç esasy usuly bilen tanyşdyrdy. Indiki bölümlerde häzirki çözgüt ösüş usullary we degişli esasy parametrler gözden geçirildi. Netijede, çözgüt usuly arkaly SiC ýeke kristallarynyň köpçülikleýin ösmegi bilen baglanyşykly kynçylyklary we geljekdäki işleri ara alyp maslahatlaşýan dünýägaraýyş teklip edildi.
Iş wagty: Iýul-01-2024