ແນະນຳການຂົນສົ່ງອາຍພິດທາງກາຍ (PVT)

ຄຸນລັກສະນະຂອງຕົນເອງຂອງ SiC ກໍານົດການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນດຽວຂອງມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍ. ເນື່ອງຈາກການຂາດ Si:C = 1: 1 ໄລຍະຂອງແຫຼວທີ່ຄວາມກົດດັນຂອງບັນຍາກາດ, ຂະບວນການການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ໃຫຍ່ກວ່າທີ່ໄດ້ຮັບຮອງເອົາໂດຍອຸດສາຫະກໍາ semiconductor ຕົ້ນຕໍບໍ່ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອການຂະຫຍາຍຕົວຂອງການເຕີບໂຕຂອງຜູ້ໃຫຍ່ຫຼາຍ - ວິທີການດຶງກົງ, crucible ຫຼຸດລົງ. ວິທີການແລະວິທີການອື່ນໆສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວ. ຫຼັງ​ຈາກ​ການ​ຄິດ​ໄລ່​ທາງ​ທິດ​ສະ​ດີ​, ພຽງ​ແຕ່​ໃນ​ເວ​ລາ​ທີ່​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ແມ່ນ​ຫຼາຍ​ກ​່​ວາ 105 atm ແລະ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສູງ​ກ​່​ວາ 3200 ℃​, ພວກ​ເຮົາ​ສາ​ມາດ​ໄດ້​ຮັບ​ອັດ​ຕາ​ສ່ວນ stoichiometric ຂອງ Si​: C = 1​: 1 ການ​ແກ້​ໄຂ​. ວິທີການ pvt ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນຫນຶ່ງໃນວິທີການຕົ້ນຕໍຫຼາຍ.

ວິທີການ PVT ມີຄວາມຕ້ອງການຕ່ໍາສໍາລັບອຸປະກອນການຂະຫຍາຍຕົວ, ຂະບວນການງ່າຍດາຍແລະສາມາດຄວບຄຸມໄດ້, ແລະການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີແມ່ນຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່, ແລະໄດ້ຮັບການອຸດສາຫະກໍາແລ້ວ. ໂຄງສ້າງຂອງວິທີການ PVT ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.

ລະບຽບການຂອງພາກສະຫນາມອຸນຫະພູມຕາມແກນແລະ radial ສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້ໂດຍການຄວບຄຸມສະພາບການຮັກສາຄວາມຮ້ອນພາຍນອກຂອງ graphite crucible. ຜົງ SiC ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງ graphite crucible ທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງກວ່າ, ແລະໄປເຊຍກັນເມັດ SiC ຖືກສ້ອມແຊມຢູ່ເທິງສຸດຂອງ graphite crucible ທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ໍາ. ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຜົງແລະໄປເຊຍກັນເມັດໄດ້ຖືກຄວບຄຸມໂດຍທົ່ວໄປເປັນສິບ millimeters ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຕິດຕໍ່ລະຫວ່າງໄປເຊຍກັນດຽວການຂະຫຍາຍຕົວແລະຝຸ່ນ.

ອຸນຫະພູມ gradient ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບຂອງ 15-35 ° C / cm ໄລຍະຫ່າງ. ອາຍແກັສ inert ຢູ່ທີ່ຄວາມກົດດັນຂອງ 50-5000 Pa ໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ໃນ furnace ເພື່ອເພີ່ມ convection. ຜົງ SiC ຖືກໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຖິງ 2000-2500 ° C ໂດຍວິທີຄວາມຮ້ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ induction ແລະການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນ, ອຸປະກອນທີ່ສອດຄ້ອງກັນແມ່ນ induction furnace ແລະ furnace ຕ້ານ), ແລະຝຸ່ນດິບ sublimates ແລະ decomposes ເປັນອົງປະກອບໄລຍະອາຍແກັສເຊັ່ນ Si, Si2C. , SiC2, ແລະອື່ນໆ, ທີ່ຖືກຂົນສົ່ງໄປເຊຍກັນໃນທ້າຍຂອງເມັດທີ່ມີ convection ອາຍແກັສ, ແລະໄປເຊຍກັນ SiC ແມ່ນ crystallized ສຸດໄປເຊຍກັນຂອງເມັດເພື່ອບັນລຸການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນດຽວ. ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວປົກກະຕິຂອງມັນແມ່ນ 0.1-2mm / h.

ໃນປັດຈຸບັນ, ວິທີການ PVT ໄດ້ຖືກພັດທະນາແລະເຕີບໃຫຍ່, ແລະສາມາດຮັບຮູ້ການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍຮ້ອຍພັນຊິ້ນຕໍ່ປີ, ແລະຂະຫນາດການປຸງແຕ່ງຂອງມັນໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ເຖິງ 6 ນິ້ວ, ແລະໃນປັດຈຸບັນໄດ້ພັດທະນາເປັນ 8 ນິ້ວ, ແລະຍັງມີຄວາມກ່ຽວຂ້ອງ. ບໍ​ລິ​ສັດ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້ realization ຂອງ​ຕົວ​ຢ່າງ chip substrate 8 ນິ້ວ​ໄດ້​. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການ PVT ຍັງມີບັນຫາດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

• ເຕັກໂນໂລຊີການກະກຽມ substrate SiC ຂະຫນາດໃຫຍ່ແມ່ນຍັງອ່ອນ. ເນື່ອງຈາກວ່າວິທີການ PVT ສາມາດພຽງແຕ່ຢູ່ໃນເສັ້ນຍາວຫນາ, ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຮັບຮູ້ການຂະຫຍາຍທາງຂວາງ. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ SiC wafers ມັກຈະຕ້ອງລົງທຶນເງິນແລະຄວາມພະຍາຍາມຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແລະດ້ວຍຂະຫນາດ SiC wafer ໃນປະຈຸບັນຍັງສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍ, ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກນີ້ຈະເພີ່ມຂຶ້ນເທື່ອລະກ້າວ. (ຄືກັນກັບການພັດທະນາຂອງ Si).
• ລະດັບຄວາມບົກຜ່ອງໃນປະຈຸບັນກ່ຽວກັບ substrates SiC ທີ່ປູກໂດຍວິທີການ PVT ແມ່ນຍັງສູງ. Dislocations ຫຼຸດຜ່ອນແຮງດັນທີ່ສະກັດກັ້ນແລະເພີ່ມການຮົ່ວໄຫຼຂອງອຸປະກອນ SiC, ເຊິ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນ SiC.
• P-type substrates ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການກະກຽມໂດຍ PVT. ໃນປັດຈຸບັນອຸປະກອນ SiC ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນອຸປະກອນ unipolar. ອຸ​ປະ​ກອນ bipolar ແຮງ​ດັນ​ສູງ​ໃນ​ອະ​ນາ​ຄົດ​ຈະ​ຕ້ອງ​ການ substrates p-type. ການນໍາໃຊ້ substrate p-type ສາມາດຮັບຮູ້ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ N-type epitaxial, ເມື່ອທຽບກັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ P-type epitaxial ເທິງ substrate N-type ມີຄວາມເຄື່ອນທີ່ຂອງການຂົນສົ່ງທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ SiC ຕື່ມອີກ.