דריי הויפּט טעקניקס פֿאַר SiC קריסטאַל וווּקס

ווי געוויזן אין פייג. 3, עס זענען דריי דאָמינאַנט טעקניקס מיט אַ ציל צו צושטעלן סייק איין קריסטאַל מיט הויך קוואַליטעט און עפעקטיווקייַט: פליסיק פאַסע עפּיטאַקסי (לפּע), פיזיש פארע אַריבערפירן (פּווט), און הויך-טעמפּעראַטור כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (הטקווד). PVT איז אַ געזונט-געגרינדעט פּראָצעס פֿאַר פּראַדוסינג SiC איין קריסטאַל, וואָס איז וויידלי געניצט אין הויפּט ווייפער מאַניאַפאַקטשערערז.

אָבער, אַלע די דריי פּראַסעסאַז זענען ראַפּאַדלי יוואַלווינג און ינאָוווייטינג. עס איז נאָך ניט מעגלעך צו באַשליסן וואָס פּראָצעס וועט זיין וויידלי אנגענומען אין דער צוקונפֿט. דער הויפּט, הויך-קוואַליטעט SiC איין קריסטאַל געשאפן דורך לייזונג וווּקס אין אַ היפּש קורס איז רעפּאָרטעד אין די לעצטע יאָרן, SiC פאַרנעם וווּקס אין די פליסיק פאַסע ריקווייערז אַ נידעריקער טעמפּעראַטור ווי די פון די סובלימאַטיאָן אָדער דעפּאַזישאַן פּראָצעס, און עס דעמאַנסטרייץ עקסאַלאַנס אין פּראַדוסינג P -טיפּ סיק סאַבסטרייץ (טאַבלע 3) [33, 34].

פיגור 3: סכעמאַטיש פון דרייַ דאָמינאַנט סייק איין-קריסטאַל גראָוט טעקניקס: (אַ) פליסיק פאַסע עפּיטאַקסי; (ב) פיזיש פארע אַריבערפירן; (C) הויך-טעמפּעראַטור כעמישער פארע דעפּאַזישאַן

טיש 3: פאַרגלייַך פון LPE, PVT און HTCVD פֿאַר גראָוינג סיק איין קריסטאַלז [33, 34]

לייזונג וווּקס איז אַ נאָרמאַל טעכנאָלאָגיע פֿאַר פּריפּערינג קאַמפּאַונד סעמיקאַנדאַקטערז [36]. זינט די 1960 ס, ריסערטשערז האָבן געפרוווט צו אַנטוויקלען אַ קריסטאַל אין לייזונג [37]. אַמאָל די טעכנאָלאָגיע איז דעוועלאָפּעד, די סופּערסאַטוראַטיאָן פון די גראָוט ייבערפלאַך קענען זיין געזונט קאַנטראָולד, וואָס מאכט די לייזונג אופֿן אַ פּראַמאַסינג טעכנאָלאָגיע פֿאַר באקומען הויך-קוואַליטעט איין קריסטאַל ינגגאַץ.

פֿאַר לייזונג וווּקס פון SiC איין קריסטאַל, די סי מקור סטעמס פון העכסט ריין סי צעלאָזן, בשעת די גראַפייט קרוסאַבאַל סערוועס צווייענדיק צוועקן: כיטער און C סאָלוט מקור. SiC איין קריסטאַלז זענען מער מסתּמא צו וואַקסן אונטער די ידעאַל סטאָטשיאָמעטריק פאַרהעלטעניש ווען די פאַרהעלטעניש פון C און Si איז נאָענט צו 1, וואָס ינדיקייץ אַ נידעריקער דעפעקט געדיכטקייַט [28]. אָבער, ביי אַטמאַספעריק דרוק, סיק ווייזט קיין מעלטינג פונט און דיקאַמפּאָוזיז גלייך דורך וואַפּאָריזאַטיאָן בייַ טעמפּעראַטורעס יקסידינג אַרום 2,000 °C. סיק מעלץ, לויט צו טעאָרעטיש עקספּעקטיישאַנז, קענען בלויז זיין געשאפן אונטער שטרענג זיין געזען פון די סי-C ביינערי פאַסע דיאַגראַמע (Fig. 4) אַז ביי טעמפּעראַטור גראַדיענט און לייזונג סיסטעם. די העכער די C אין די סי צעשמעלצן וועריז פון 1at.% צו 13at.%. די דרייווינג C סופּערסאַטוראַטיאָן, די פאַסטער די וווּקס קורס, בשעת נידעריק C קראַפט פון וווּקס איז די C סופּערסאַטוראַטיאָן וואָס איז דאַמאַנייטאַד דרוק פון 109 פּאַ און טעמפּעראַטורעס העכער 3,200 °C. עס קענען סופּערסאַטוראַטיאָן פּראָדוצירן אַ גלאַט ייבערפלאַך [22, 36-38]. די דרייווינג קראַפט פון וווּקס איז די C סופּערסאַטוראַטיאָן וואָס איז דאַמאַנייטאַד דורך טעמפּעראַטור גראַדיענט און לייזונג סיסטעם. די העכער די C סופּערסאַטוראַטיאָן, די פאַסטער די וווּקס קורס, בשעת נידעריק C סופּערסאַטוראַטיאָן טראגט אַ גלאַט ייבערפלאַך [22, 36-38].

פיגורע 4: סי-C ביינערי פאַסע דיאַגראַמע [40]

דאָפּינג יבערגאַנג מעטאַל עלעמענטן אָדער זעלטן-ערד עלעמענטן ניט בלויז יפעקטיוולי נידעריקער דער וווּקס טעמפּעראַטור אָבער סימז צו זיין דער בלויז וועג צו דראַסטיקלי פֿאַרבעסערן טשאַד סאָלוביליטי אין סי צעלאָזן. די דערצו פון יבערגאַנג גרופּע מעטאַלס, אַזאַ ווי טי [8, 14-16, 19, 40-52], קר [29, 30, 43, 50, 53-75], קאָ [63, 76], Fe [77- 80], אאז"ו ו אָדער זעלטן ערד מעטאַלס, אַזאַ ווי Ce [81], Y [82], Sc, אאז"ו ו 50at.% אין אַ שטאַט נאָענט צו טהערמאָדינאַמיק יקוואַליבריאַם. דערצו, LPE טעכניק איז גינציק פֿאַר פּ-טיפּ דאָפּינג פון SiC, וואָס קענען זיין אַטשיווד דורך אַלויינג על אין די
סאַלוואַנט [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. אָבער, די ינקאָרפּעריישאַן פון על פירט צו אַ פאַרגרעסערן אין די רעסיסטיוויטי פון פּ-טיפּ סיק איין קריסטאַלז [49, 56]. באַזונדער פון N-טיפּ וווּקס אונטער ניטראָגען דאָפּינג,

לייזונג וווּקס בכלל לייזונג אין אַ ינערט גאַז אַטמאָספער. כאָטש העליום (הע) איז מער טייַער ווי אַרגאָן, עס איז פייווערד דורך פילע געלערנטע רעכט צו זיין נידעריקער וויסקאָסיטי און העכער טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי (8 מאל פון אַרגאַן) [85]. די מיגראַטיאָן קורס און קר אינהאַלט אין 4H-SiC זענען ענלעך אונטער He און Ar אַטמאָספער, עס איז פּרוווד אַז וווּקס אונטער הערעסולץ אין אַ העכער וווּקס קורס ווי וווּקס אונטער Ar, ווייַל פון די גרעסערע היץ דיסיפּיישאַן פון די זוימען האָלדער [68]. ער ימפּידז די וווידז פאָרמירונג ין דער דערוואַקסן קריסטאַל און ספּאַנטייניאַס נוקלעאַטיאָן אין די לייזונג, דעריבער, אַ גלאַט ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי קענען זיין באקומען [86].

דער פּאַפּיר ינטראָודוסט די אַנטוויקלונג, אַפּלאַקיישאַנז און פּראָפּערטיעס פון SiC דעוויסעס, און די דריי הויפּט מעטהאָדס פֿאַר גראָוינג SiC איין קריסטאַל. אין די פאלגענדע סעקשאַנז, די קראַנט לייזונג וווּקס טעקניקס און קאָראַספּאַנדינג שליסל פּאַראַמעטערס זענען ריוויוד. צום סוף, אַ דערוואַרטונג איז געווען פארגעלייגט וואָס דיסקאַסט די טשאַלאַנדזשיז און צוקונפֿט אַרבעט וועגן די פאַרנעם וווּקס פון SiC איין קריסטאַלז דורך אַ לייזונג אופֿן.