भौतिक वाष्प वाहतूक (PVT) सादर करत आहे

SiC ची स्वतःची वैशिष्ट्ये निर्धारित करतात की त्याची एकल क्रिस्टल वाढ अधिक कठीण आहे. वायुमंडलीय दाबावर Si:C=1:1 द्रव अवस्थेच्या अनुपस्थितीमुळे, अर्धसंवाहक उद्योगाच्या मुख्य प्रवाहाने अवलंबलेली अधिक परिपक्व वाढीची प्रक्रिया अधिक परिपक्व वाढीची पद्धत-सरळ ओढण्याची पद्धत, उतरत्या क्रुसिबलच्या वाढीसाठी वापरली जाऊ शकत नाही. पद्धत आणि वाढीसाठी इतर पद्धती. सैद्धांतिक गणनेनंतर, जेव्हा दाब 105 atm पेक्षा जास्त असेल आणि तापमान 3200 ℃ पेक्षा जास्त असेल तेव्हाच, आम्हाला Si:C = 1:1 सोल्यूशनचे stoichiometric गुणोत्तर मिळू शकते. pvt पद्धत सध्या मुख्य प्रवाहातील पद्धतींपैकी एक आहे.

PVT पद्धतीमध्ये वाढ उपकरणे, साध्या आणि नियंत्रणीय प्रक्रियेसाठी कमी आवश्यकता आहेत आणि तंत्रज्ञानाचा विकास तुलनेने परिपक्व आहे, आणि आधीच औद्योगिकीकरण केले गेले आहे. PVT पद्धतीची रचना खालील चित्रात दर्शविली आहे.

ग्रेफाइट क्रूसिबलची बाह्य उष्णता संरक्षण स्थिती नियंत्रित करून अक्षीय आणि रेडियल तापमान क्षेत्राचे नियमन केले जाऊ शकते. SiC पावडर उच्च तापमानासह ग्रेफाइट क्रुसिबलच्या तळाशी ठेवली जाते आणि SiC बीज क्रिस्टल कमी तापमानासह ग्रेफाइट क्रुसिबलच्या शीर्षस्थानी निश्चित केले जाते. पावडर आणि सीड क्रिस्टल्समधील अंतर सामान्यतः दहा मिलीमीटर इतके नियंत्रित केले जाते जेणेकरून वाढणारे एकल क्रिस्टल आणि पावडर यांच्यातील संपर्क टाळण्यासाठी.

तापमान ग्रेडियंट सहसा 15-35°C/सेमी अंतरालच्या श्रेणीत असते. संवहन वाढवण्यासाठी 50-5000 Pa च्या दाबाने अक्रिय वायू भट्टीत ठेवला जातो. SiC पावडर वेगवेगळ्या गरम पद्धतींनी 2000-2500°C पर्यंत गरम केली जाते (इंडक्शन हीटिंग आणि रेझिस्टन्स हीटिंग, संबंधित उपकरणे म्हणजे इंडक्शन फर्नेस आणि रेझिस्टन्स फर्नेस), आणि कच्ची पावडर Si, Si2C सारख्या गॅस-फेज घटकांमध्ये उत्तेजित होते आणि विघटित होते. , SiC2, इ, जे गॅस संवहनाने सीड क्रिस्टलच्या टोकापर्यंत पोहोचवले जातात आणि एकल क्रिस्टल वाढ साध्य करण्यासाठी SiC क्रिस्टल्स सीड क्रिस्टल्सवर क्रिस्टलाइज केले जातात. त्याचा सामान्य वाढीचा दर ०.१-२ मिमी/तास आहे.

सध्या, PVT पद्धत विकसित आणि परिपक्व झाली आहे, आणि दरवर्षी शेकडो हजारो तुकड्यांच्या मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनाची जाणीव करू शकते, आणि त्याच्या प्रक्रियेचा आकार 6 इंचाचा झाला आहे, आणि आता तो 8 इंचापर्यंत विकसित होत आहे, आणि संबंधित देखील आहेत. कंपन्या 8-इंच सब्सट्रेट चिप नमुने साकारत आहेत. तथापि, PVT पद्धतीमध्ये अजूनही खालील समस्या आहेत:

• मोठ्या आकाराचे SiC सब्सट्रेट तयार करण्याचे तंत्रज्ञान अद्याप अपरिपक्व आहे. कारण PVT पद्धत फक्त रेखांशाच्या लांब जाडीमध्ये असू शकते, ट्रान्सव्हर्स विस्तार लक्षात घेणे कठीण आहे. मोठ्या व्यासाचे SiC वेफर्स मिळविण्यासाठी बर्‍याचदा मोठ्या प्रमाणावर पैसे आणि मेहनत गुंतवावी लागते आणि सध्याच्या SiC वेफरचा आकार वाढत असल्याने ही अडचण हळूहळू वाढत जाईल. (Si च्या विकासाप्रमाणेच).
• PVT पद्धतीने वाढलेल्या SiC सब्सट्रेट्सवरील दोषांची सध्याची पातळी अजूनही उच्च आहे. डिस्लोकेशन्स ब्लॉकिंग व्होल्टेज कमी करतात आणि SiC उपकरणांच्या गळतीचा प्रवाह वाढवतात, ज्यामुळे SiC उपकरणांच्या अनुप्रयोगावर परिणाम होतो.
• पी-टाइप सब्सट्रेट्स PVT ​​द्वारे तयार करणे कठीण आहे. सध्या SiC उपकरणे प्रामुख्याने एकध्रुवीय उपकरणे आहेत. भविष्यातील उच्च-व्होल्टेज द्विध्रुवीय उपकरणांना p-प्रकारच्या सब्सट्रेट्सची आवश्यकता असेल. पी-टाइप सब्सट्रेटच्या वापरामुळे एन-टाइप एपिटॅक्सियलची वाढ लक्षात येऊ शकते, एन-टाइप सब्सट्रेटवरील पी-टाइप एपिटॅक्सियलच्या वाढीच्या तुलनेत उच्च वाहक गतिशीलता आहे, ज्यामुळे SiC उपकरणांची कार्यक्षमता आणखी सुधारू शकते.