2palcový SiC ingot o průměru 50,8 mm x 10 mm, monokrystal 4H-N
Technologie růstu krystalů SiC
Vlastnosti SiC ztěžují pěstování monokrystalů. To je dáno především tím, že při atmosférickém tlaku neexistuje kapalná fáze se stechiometrickým poměrem Si:C = 1:1 a není možné pěstovat SiC pomocí pokročilejších růstových metod, jako je metoda přímého tažení a metoda klesajícího kelímku, které jsou základem polovodičového průmyslu. Teoreticky lze roztok se stechiometrickým poměrem Si:C = 1:1 získat pouze při tlaku vyšším než 10E5 atm a teplotě vyšší než 3200 °C. V současné době mezi běžné metody patří metoda PVT, metoda kapalné fáze a metoda chemické depozice z plynné fáze za vysokých teplot.
Destičky a krystaly SiC, které dodáváme, se pěstují převážně metodou fyzikálního transportu par (PVT). Následuje stručný úvod do PVT:
Metoda fyzikálního transportu páry (PVT) vznikla z techniky sublimace v plynné fázi, kterou vynalezl Lely v roce 1955. Při ní se prášek SiC umístí do grafitové trubice a zahřeje na vysokou teplotu, čímž se prášek SiC rozloží a sublimuje. Poté se grafitová trubice ochladí a rozložené složky prášku SiC v plynné fázi se usadí a krystalizují jako krystaly SiC v okolí grafitové trubice. Ačkoli je touto metodou obtížné získat velké monokrystaly SiC a proces usazování uvnitř grafitové trubice je obtížné kontrolovat, poskytuje nápady pro budoucí výzkumníky.
YM Tairov a kol. v Rusku na tomto základě představili koncept semenného krystalu, který vyřešil problém nekontrolovatelného tvaru krystalu a nukleační polohy krystalů SiC. Následní výzkumníci se dále zdokonalovali a nakonec vyvinuli metodu fyzikálního přenosu par (PVT), která se dnes průmyslově používá.
PVT, jakožto nejstarší metoda růstu krystalů SiC, je v současnosti nejrozšířenější metodou růstu krystalů SiC. Ve srovnání s jinými metodami má tato metoda nízké nároky na růstové vybavení, jednoduchý růstový proces, dobrou ovladatelnost, důkladný vývoj a výzkum a již byla průmyslově využita.
Podrobný diagram



