Воведување на физички транспорт на пареа (PVT)

Сопствените карактеристики на SiC одредуваат дека растот на еден кристал е потежок. Поради отсуството на Si:C=1:1 течна фаза при атмосферски притисок, позрелиот процес на раст усвоен од главниот тек на индустријата за полупроводници не може да се користи за растење, позрелиот метод на раст - методот на директно влечење, опаѓачкиот сад. метод и други методи за раст. По теоретски пресметки, само кога притисокот е поголем од 105 atm и температурата е повисока од 3200 ℃, можеме да го добиеме стехиометрискиот сооднос на раствор Si:C = 1:1. Pvt методот во моментов е еден од помејнстрим методите.

PVT методот има ниски барања за опрема за раст, едноставен и контролиран процес, а развојот на технологијата е релативно зрел и веќе е индустријализиран. Структурата на PVT методот е прикажана на сликата подолу.

Регулирањето на аксијално и радијално температурно поле може да се реализира со контролирање на надворешната состојба на зачувување на топлината на графитниот сад. Прашокот SiC се става на дното на графитниот сад со повисока температура, а семето на SiC кристалот се фиксира на врвот на графитниот сад со пониска температура. Растојанието помеѓу прашокот и кристалите на семето генерално се контролира да биде десетици милиметри за да се избегне контакт помеѓу растечкиот монокристал и прашокот.

Температурниот градиент обично е во опсег од 15-35°C/cm интервал. Инертен гас на притисок од 50-5000 Pa се задржува во печката за да се зголеми конвекцијата. Прашокот SiC се загрева на 2000-2500°C со различни методи на загревање (индуктивно греење и отпорно греење, соодветната опрема е индукциона печка и отпорна печка), а суровиот прав се сублимира и се распаѓа на компоненти од гасна фаза како Si, Si2C , SiC2, итн., кои се транспортираат до крајот на семениот кристал со гасна конвекција, а SiC кристалите се кристализираат на семените кристали за да се постигне раст на еден кристал. Неговата типична стапка на раст е 0,1-2 mm/h.

Во моментов, методот PVT е развиен и созреан, и може да реализира масовно производство на стотици илјади парчиња годишно, а неговата големина на обработка е реализирана 6 инчи, а сега се развива до 8 инчи, а има и поврзани компании кои ја користат реализацијата на примероците од 8-инчниот чип на подлогата. Сепак, PVT методот сè уште ги има следниве проблеми:

• Технологијата за подготовка на подлогата на SiC со големи димензии е сè уште незрела. Бидејќи методот PVT може да биде само во надолжната долга дебелина, тешко е да се реализира попречното проширување. За да се добие SiC нафора со поголем дијаметар, честопати треба да се инвестираат огромни суми пари и труд, а со сегашната големина на нафора SiC продолжува да се шири, оваа тешкотија само постепено ќе се зголемува. (Исто како и развојот на Си).
• Сегашното ниво на дефекти на подлогите на SiC одгледувани со PVT методот е сè уште високо. Дислокациите го намалуваат блокирачкиот напон и ја зголемуваат струјата на истекување на уредите со SiC, што влијае на примената на уредите со SiC.
• Подлогите од типот P тешко се подготвуваат со PVT. Во моментов уредите SiC се главно униполарни уреди. Идните високонапонски биполарни уреди ќе бараат супстрати од типот p. Употребата на p-тип на супстрат може да го реализира растот на N-тип епитаксијален, во споредба со растот на P-тип епитаксијален на N-тип на супстрат има повисока мобилност на носачот, што може дополнително да ги подобри перформансите на уредите SiC.