2 inch SiC-staaf, diameter 50,8 mm x 10 mm, 4H-N monokristal
SiC-kristalgroeitechnologie
De eigenschappen van SiC maken het moeilijk om eenkristallen te kweken. Dit komt voornamelijk doordat er bij atmosferische druk geen vloeibare fase bestaat met een stoichiometrische verhouding van Si : C = 1 : 1, en het is niet mogelijk om SiC te kweken met de meer gangbare kweekmethoden, zoals de directe trekmethode en de valkroesmethode, die de pijlers van de halfgeleiderindustrie vormen. Theoretisch kan een oplossing met een stoichiometrische verhouding van Si : C = 1 : 1 alleen worden verkregen bij een druk groter dan 10⁵ atm en een temperatuur hoger dan 3200 °C. De gangbare methoden omvatten momenteel de PVT-methode, de vloeibare-fasemethode en de hogetemperatuur dampfase chemische depositie.
De SiC-wafers en -kristallen die wij leveren, worden hoofdzakelijk geproduceerd door middel van fysisch damptransport (PVT). Hieronder volgt een korte introductie tot PVT:
De fysische damptransportmethode (PVT) is voortgekomen uit de gasfasesublimatietechniek die in 1955 door Lely werd uitgevonden. Hierbij wordt SiC-poeder in een grafietbuis geplaatst en tot een hoge temperatuur verhit, waardoor het SiC-poeder ontleedt en sublimeert. Vervolgens wordt de grafietbuis afgekoeld en worden de ontlede gasfasecomponenten van het SiC-poeder afgezet en gekristalliseerd tot SiC-kristallen in de omgeving van de grafietbuis. Hoewel het met deze methode moeilijk is om grote SiC-eenkristallen te verkrijgen en het afzettingsproces in de grafietbuis moeilijk te beheersen is, biedt het wel aanknopingspunten voor latere onderzoekers.
YM Tairov et al. introduceerden in Rusland op basis hiervan het concept van zaadkristallen, waarmee het probleem van de oncontroleerbare kristalvorm en kiemvormingspositie van SiC-kristallen werd opgelost. Latere onderzoekers bleven deze methode verbeteren en ontwikkelden uiteindelijk de fysische dampoverdrachtsmethode (PVT) die tegenwoordig industrieel wordt gebruikt.
Als de vroegste methode voor de groei van SiC-kristallen is PVT momenteel de meest gangbare groeimethode voor SiC-kristallen. Vergeleken met andere methoden stelt deze methode lage eisen aan de groeiapparatuur, heeft een eenvoudig groeiproces, is zeer goed beheersbaar, is grondig ontwikkeld en onderzocht en wordt al op grote schaal toegepast.
Gedetailleerd diagram







