Ano ang liquid phase epitaxy?

Ang Liquid-phase epitaxy (LPE) ay isang paraan upang palaguin ang mga semiconductor crystal layer mula sa pagkatunaw sa mga solidong substrate.

Ang mga natatanging katangian ng SiC ay ginagawang hamon ang paglaki ng mga solong kristal. Ang mga kumbensyonal na paraan ng paglago na ginagamit sa industriya ng semiconductor, tulad ng straight pulling method at ang descending crucible method, ay hindi mailalapat dahil sa kawalan ng Si:C=1:1 liquid phase sa atmospheric pressure. Ang proseso ng paglago ay nangangailangan ng isang presyon na higit sa 105 atm at isang temperatura na mas mataas sa 3200°C upang makamit ang isang stoichiometric ratio ng Si:C=1:1 sa solusyon, ayon sa teoretikal na pagkalkula.

Ang paraan ng liquid phase ay mas malapit sa mga kondisyon ng thermodynamic equilibrium at nakakapagpalaki ng mga SiC crystal na may mas mahusay na kalidad.

Mas mataas ang temperatura malapit sa crucible wall at mas mababa sa seed crystal. Sa panahon ng proseso ng paglago, ang graphite crucible ay nagbibigay ng C source para sa paglaki ng kristal.

1. Ang mataas na temperatura sa crucible wall ay nagreresulta sa mataas na solubility ng C, na humahantong sa mabilis na pagkatunaw. Ito ay humahantong sa pagbuo ng isang C saturated solution sa crucible wall sa pamamagitan ng makabuluhang C dissolution.

2. Ang solusyon na may malaking halaga ng dissolved C ay dinadala patungo sa ilalim ng seed crystal sa pamamagitan ng convection currents ng auxiliary solution. Ang mas mababang temperatura ng seed crystal ay tumutugma sa pagbaba sa C solubility, na humahantong sa pagbuo ng isang C-saturated na solusyon sa mababang temperatura na dulo.

3. Kapag ang supersaturated C ay pinagsama sa Si sa auxiliary solution, ang mga SiC crystal ay lumalaki nang epitaxially sa seed crystal. Habang namuo ang supersaturated C, ang solusyon na may convection ay babalik sa mataas na temperatura na dulo ng crucible wall, natutunaw ang C at bumubuo ng saturated solution.

Ang prosesong ito ay umuulit nang maraming beses, sa kalaunan ay humahantong sa paglaki ng natapos na mga kristal ng SiC.