2 inch SiC staaf Dia 50,8 mm x 10 mm 4H-N monokristal
SiC-kristalgroeitechnologie
De eigenschappen van SiC maken het moeilijk om monokristallen te kweken. Dit komt voornamelijk doordat er geen vloeibare fase is met een stoichiometrische verhouding van Si : C = 1 : 1 bij atmosferische druk. Bovendien is het niet mogelijk om SiC te kweken met de meer ontwikkelde groeimethoden, zoals de direct-draw-methode en de vallende kroesmethode, die de steunpilaren van de halfgeleiderindustrie vormen. Theoretisch gezien kan een oplossing met een stoichiometrische verhouding van Si : C = 1 : 1 alleen worden verkregen bij een druk hoger dan 10E5 atm en een temperatuur hoger dan 3200 °C. De gangbare methoden zijn momenteel de PVT-methode, de vloeistoffasemethode en de hogetemperatuur-dampfase-chemische depositiemethode.
De SiC-wafers en -kristallen die wij leveren, worden voornamelijk gekweekt door middel van fysisch damptransport (PVT). Hieronder volgt een korte introductie tot PVT:
De fysische damptransportmethode (PVT) is ontstaan uit de gasfasesublimatietechniek die Lely in 1955 uitvond. Hierbij wordt SiC-poeder in een grafietbuis geplaatst en verhit tot een hoge temperatuur om het SiC-poeder te laten ontbinden en sublimeren. Vervolgens wordt de grafietbuis afgekoeld en worden de ontbonden gasfasecomponenten van het SiC-poeder afgezet en gekristalliseerd als SiC-kristallen in de omgeving van de grafietbuis. Hoewel deze methode moeilijk is om grote SiC-kristallen te verkrijgen en het afzettingsproces in de grafietbuis moeilijk te controleren is, biedt het inspiratie voor toekomstige onderzoekers.
YM Tairov et al. in Rusland introduceerden op deze basis het concept van kiemkristal, wat het probleem van de oncontroleerbare kristalvorm en nucleatiepositie van SiC-kristallen oploste. Latere onderzoekers bleven het verbeteren en ontwikkelden uiteindelijk de fysische dampoverdracht (PVT)-methode die tegenwoordig industrieel wordt gebruikt.
Als de eerste SiC-kristalgroeimethode is PVT momenteel de meest gangbare groeimethode voor SiC-kristallen. Vergeleken met andere methoden stelt deze methode lage eisen aan de groeiapparatuur, is het groeiproces eenvoudig, is het goed beheersbaar, vereist het grondige ontwikkeling en onderzoek, en is het al geïndustrialiseerd.
Gedetailleerd diagram



