6-inch HPSI SiC-substraat wafer Siliciumcarbide halfgeleidende SiC-wafers

De huidige groeimethoden voor SiC-eenkristallen omvatten hoofdzakelijk de volgende drie: de vloeistoffasemethode, de chemische dampafzettingsmethode bij hoge temperatuur en de fysische dampfasetransportmethode (PVT). Van deze drie is de PVT-methode de meest onderzochte en vol成熟e technologie voor de groei van SiC-eenkristallen, en de technische moeilijkheden hierbij zijn:

(1) SiC-eenkristallen worden gevormd bij een hoge temperatuur van 2300 °C in een gesloten grafietkamer, waarbij het "vast-gas-vast"-omzettings- en herkristallisatieproces wordt voltooid. De groeicyclus is lang, moeilijk te beheersen en gevoelig voor microtubuli, insluitingen en andere defecten.

(2) Siliciumcarbide-eenkristallen omvatten meer dan 200 verschillende kristaltypen, maar de productie van doorgaans slechts één kristaltype is gemakkelijk, waardoor kristaltypeverandering tijdens het groeiproces optreedt en er defecten met meerdere soorten insluitsels ontstaan. Het bereidingsproces van een enkel specifiek kristaltype is moeilijk te controleren wat betreft de stabiliteit van het proces, bijvoorbeeld het huidige gangbare 4H-type.

(3) Bij de groei van siliciumcarbide-eenkristallen is er een thermisch veld met een temperatuurgradiënt, waardoor er tijdens het kristalgroeiproces een inherente interne spanning ontstaat en er dislocaties, fouten en andere defecten worden geïnduceerd.

(4) Het groeiproces van siliciumcarbide-eenkristallen vereist een strikte controle van de introductie van externe onzuiverheden, om een ​​zeer zuiver halfgeleidend kristal of een directioneel gedoteerd geleidend kristal te verkrijgen. Voor de halfgeleidende siliciumcarbidesubstraten die in RF-apparaten worden gebruikt, moeten de elektrische eigenschappen worden bereikt door de zeer lage onzuiverheidsconcentratie en specifieke soorten puntdefecten in het kristal te beheersen.