SiC kristalai, paruošti PVT metodu

Pagrindinis silicio karbido monokristalų paruošimo metodas yra fizinio garų transportavimo (PVT) metodas. Šis metodas daugiausia susideda iš akvarco vamzdžio ertmė, ašildymo elementas(indukcinė ritė arba grafito šildytuvas),grafito anglies veltinio izoliacijamedžiaga, agrafito tiglis, silicio karbido sėklų kristalas, silicio karbido milteliai ir aukštos temperatūros termometras. Silicio karbido milteliai yra grafito tiglio apačioje, o sėklinis kristalas yra pritvirtintas viršuje. Kristalų augimo procesas vyksta taip: tiglio dugne temperatūra kaitinant (indukcija arba pasipriešinimas) pakeliama iki 2100–2400 °C. Silicio karbido milteliai, esantys tiglio apačioje, šioje aukštoje temperatūroje suyra ir susidaro dujinės medžiagos, tokios kaip Si, Si2C ir SiC₂. Temperatūros ir koncentracijos gradientų ertmėje įtakos šios dujinės medžiagos yra pernešamos į žemesnės temperatūros sėklinio kristalo paviršių ir palaipsniui kondensuojasi bei formuojasi branduoliais, galiausiai pasiekiant silicio karbido kristalo augimą.

Pagrindiniai techniniai dalykai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį auginant silicio karbido kristalus fiziniu garų transportavimo metodu, yra šie:

1) Grafitinės medžiagos grynumas kristalų augimo temperatūros lauke turi atitikti reikalavimus. Grafito dalių grynumas turi būti mažesnis nei 5×10-6, o izoliacinio veltinio – mažesnis nei 10×10-6. Tarp jų B ir Al elementų grynumas turėtų būti mažesnis nei 0,1 × 10-6, nes šie du elementai sukurs laisvas skyles silicio karbido augimo metu. Per didelis šių dviejų elementų kiekis sukels nestabilias silicio karbido elektrines savybes, o tai turės įtakos silicio karbido prietaisų veikimui. Tuo pačiu metu dėl priemaišų gali atsirasti kristalų defektų ir išnirimų, o tai galiausiai paveiks kristalo kokybę.

2) Turi būti tinkamai parinktas sėklinio kristalo poliškumas. Įrodyta, kad C(0001) plokštuma gali būti naudojama 4H-SiC kristalams auginti, o Si(0001) plokštuma naudojama 6H-SiC kristalams auginti.

3) Augimui naudokite ne ašies sėklų kristalus. Optimalus ne ašies sėklinio kristalo kampas yra 4°, nukreiptas į kristalo orientaciją. Ne ašies sėklų kristalai gali ne tik pakeisti kristalų augimo simetriją ir sumažinti kristalo defektus, bet ir leisti kristalui augti pagal tam tikrą kristalo orientaciją, o tai naudinga ruošiant vieno kristalo kristalus. Tuo pačiu metu jis gali padaryti kristalų augimą tolygesnį, sumažinti vidinį įtempį ir įtempimą kristale bei pagerinti kristalų kokybę.

4) Geras sėklų kristalų surišimo procesas. Užpakalinė sėklų kristalo pusė suyra ir sublimuoja aukštoje temperatūroje. Kristalų augimo metu kristalo viduje gali susidaryti šešiakampės tuštumos ar net mikrovamzdelių defektai, o sunkiais atvejais gali susidaryti didelio ploto polimorfiniai kristalai. Todėl reikia iš anksto apdoroti užpakalinę sėklinio kristalo pusę. Ant sėklinio kristalo Si paviršiaus gali būti padengtas tankus fotorezisto sluoksnis, kurio storis yra apie 20 μm. Po karbonizacijos aukštoje temperatūroje apie 600 °C susidaro tankus karbonizuoto plėvelės sluoksnis. Tada jis yra prijungtas prie grafito plokštės arba grafito popieriaus, esant aukštai temperatūrai ir slėgiui. Tokiu būdu gautas sėklinis kristalas gali labai pagerinti kristalizacijos kokybę ir veiksmingai slopinti užpakalinės sėklos kristalo pusės abliaciją.

5) Išlaikykite kristalų augimo sąsajos stabilumą kristalų augimo ciklo metu. Palaipsniui didėjant silicio karbido kristalų storiui, kristalų augimo sąsaja palaipsniui juda link viršutinio silicio karbido miltelių paviršiaus tiglio apačioje. Tai sukelia augimo aplinkos pokyčius kristalų augimo sąsajoje, o tai lemia parametrų, tokių kaip šiluminis laukas ir anglies ir silicio santykis, svyravimus. Kartu tai sumažina atmosferos medžiagų transportavimo greitį ir sulėtina kristalų augimo greitį, o tai kelia pavojų nuolatiniam ir stabiliam kristalo augimui. Šios problemos gali būti šiek tiek sušvelnintos optimizuojant struktūrą ir valdymo metodus. Pridėjus tiglio judėjimo mechanizmą ir valdant, kad tiglis lėtai judėtų aukštyn ašine kryptimi esant kristalų augimo greičiui, galima užtikrinti kristalų augimo sąsajos augimo aplinkos stabilumą ir išlaikyti stabilų ašinį ir radialinį temperatūros gradientą.

Semicorex siūlo aukštos kokybėsgrafito komponentaiSiC kristalų auginimui. Jei turite klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti # +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com