Kodėl verta rinktis skystosios fazės epitaksijos metodą?

Dėl unikalių SiC savybių sunku auginti pavienius kristalus. Įprasti puslaidininkių pramonėje naudojami augimo metodai, tokie kaip tiesus traukimo metodas ir mažėjančio tiglio metodas, negali būti taikomi, nes atmosferos slėgyje nėra Si: C = 1: 1 skystosios fazės. Augimo procesui reikalingas didesnis nei 105 atm slėgis ir aukštesnė nei 3200°C temperatūra, kad būtų pasiektas stechiometrinis Si:C=1:1 santykis tirpale, remiantis teoriniais skaičiavimais.

Palyginti su PVT metodu, skystosios fazės metodas SiC auginimui turi šiuos privalumus:

1. mažas dislokacijos tankis. SiC substratų dislokacijų problema buvo raktas į SiC įrenginių veikimą. Substrate prasiskverbiantys išnirimai ir mikrovamzdeliai perkeliami į epitaksinį augimą, padidinant prietaiso nuotėkio srovę ir sumažinant blokuojamąją įtampą bei gedimo elektrinį lauką. Viena vertus, skystosios fazės augimo metodas gali žymiai sumažinti augimo temperatūrą, sumažinti dislokacijas, atsirandančias dėl šiluminio streso aušinant nuo aukštos temperatūros būsenos, ir veiksmingai slopinti dislokacijų susidarymą augimo proceso metu. Kita vertus, skystos fazės augimo procesas gali realizuoti konversiją tarp skirtingų dislokacijų, sriegio sraigto išnirimas (TSD) arba sriegio briaunos išnirimas (TED) augimo proceso metu paverčiamas krovimo gedimu (SF), keičiant sklidimo kryptį. , ir galiausiai išleidžiamas į sluoksnio gedimą. Sklidimo kryptis pakeičiama ir galiausiai išleidžiama į kristalo išorę, suvokiant dislokacijos tankio sumažėjimą augančiame kristale. Taigi, siekiant pagerinti SiC pagrindu veikiančių prietaisų veikimą, galima gauti aukštos kokybės SiC kristalus be mikrotubulių ir mažo dislokacijos tankio.

2. Nesunku pagaminti didesnio dydžio substratą. PVT metodas dėl skersinės temperatūros yra sunkiai valdomas, tuo pačiu metu dujų fazės būseną skerspjūvyje sunku suformuoti stabilų temperatūros pasiskirstymą, kuo didesnis skersmuo, kuo ilgesnis liejimo laikas, tuo sunkiau kontroliuoti, sąnaudos ir laiko sąnaudos yra didelės. Skystos fazės metodas leidžia gana paprastai išplėsti skersmenį naudojant peties atlaisvinimo techniką, kuri padeda greitai gauti didesnius substratus.

3. Galima paruošti P tipo kristalus. Skystos fazės metodas dėl didelio augimo slėgio, temperatūra yra palyginti žema, o Al sąlygomis nėra lengva išgaruoti ir prarasti, skystosios fazės metodas, naudojant srauto tirpalą, pridedant Al, gali būti lengviau gauti aukštą P tipo SiC kristalų nešiklio koncentracija. PVT metodas yra aukštos temperatūros, P tipo parametras lengvai išgaruoja.

Panašiai skystosios fazės metodas taip pat susiduria su kai kuriomis sudėtingomis problemomis, tokiomis kaip srauto sublimacija aukštoje temperatūroje, priemaišų koncentracijos kontrolė augančiame kristale, srauto įvyniojimas, plūduriuojančių kristalų susidarymas, likutiniai metalo jonai bendrame tirpiklyje ir santykis. C: Si turi būti griežtai kontroliuojamas santykiu 1:1 ir kiti sunkumai.