6palcový HPSI SiC substrátový wafer z karbidu křemíku Polotučné SiC wafery

Současné metody růstu monokrystalů SiC zahrnují zejména následující tři: metodu v kapalné fázi, metodu chemické depozice z plynné fáze za vysokých teplot a metodu fyzikálního transportu v plynné fázi (PVT). Metoda PVT je mezi nimi nejvíce prozkoumanou a vyspělou technologií pro růst monokrystalů SiC a její technické obtíže jsou:

(1) Monokrystal SiC se při vysoké teplotě 2300 °C nad uzavřenou grafitovou komorou dokončí proces rekrystalizace konverze „pevná látka - plyn - pevná látka“. Růstový cyklus je dlouhý, obtížně kontrolovatelný a náchylný k mikrotubulům, inkluzím a dalším defektům.

(2) Monokrystal karbidu křemíku, který zahrnuje více než 200 různých typů krystalů, ale obecně se vyrábí pouze jeden typ krystalu. Během růstu se snadno transformuje krystal, což vede k vícetypovým inkluzím a defektům. Proces přípravy jednoho specifického typu krystalu je obtížné kontrolovat a stabilitu procesu, například v současné době se používá typ 4H.

(3) V tepelném poli růstu monokrystalů karbidu křemíku existuje teplotní gradient, což vede k přirozenému vnitřnímu napětí v procesu růstu krystalů a následným dislokacím, poruchám a dalším defektům.

(4) Proces růstu monokrystalů karbidu křemíku vyžaduje přísnou kontrolu zavádění vnějších nečistot, aby se získal velmi čistý poloizolační krystal nebo směrově dopovaný vodivý krystal. U poloizolačních substrátů karbidu křemíku používaných ve vysokofrekvenčních zařízeních je třeba dosáhnout elektrických vlastností kontrolou velmi nízké koncentrace nečistot a specifických typů bodových defektů v krystalu.