Bakit pumili ng liquid phase epitaxy method?

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.

Kung ikukumpara sa paraan ng PVT, ang paraan ng likidong phase para sa paglaki ng SiC ay may mga sumusunod na pakinabang:

1. mababang density ng dislokasyon. ang problema ng mga dislokasyon sa mga substrate ng SiC ay naging susi upang hadlangan ang pagganap ng mga aparatong SiC. Ang mga penetrating dislocation at microtubule sa substrate ay inililipat sa epitaxial growth, pinatataas ang leakage current ng device at binabawasan ang blocking boltahe at pagkasira ng electric field. Sa isang banda, ang paraan ng paglago ng likido-phase ay maaaring makabuluhang bawasan ang temperatura ng paglago, bawasan ang mga dislokasyon na dulot ng thermal stress sa panahon ng paglamig mula sa mataas na temperatura na estado, at epektibong pagbawalan ang pagbuo ng mga dislokasyon sa panahon ng proseso ng paglago. Sa kabilang banda, ang proseso ng paglago ng liquid-phase ay maaaring mapagtanto ang conversion sa pagitan ng iba't ibang mga dislokasyon, ang Threading Screw Dislocation (TSD) o Threading Edge Dislocation (TED) ay binago sa stacking fault (SF) sa panahon ng proseso ng paglago, na binabago ang direksyon ng pagpapalaganap. , at sa wakas ay na-discharge sa layer fault. Ang direksyon ng pagpapalaganap ay binago at sa wakas ay pinalabas sa labas ng kristal, napagtatanto ang pagbaba ng density ng dislokasyon sa lumalagong kristal. Kaya, ang mga de-kalidad na SiC crystal na walang microtubule at mababang dislocation density ay maaaring makuha upang mapabuti ang pagganap ng mga SiC-based na device.

2. Madaling matanto ang mas malaking sukat na substrate. Paraan ng PVT, dahil sa transverse na temperatura ay mahirap kontrolin, sa parehong oras, ang estado ng gas phase sa cross-section ay mahirap na bumuo ng isang matatag na pamamahagi ng temperatura, mas malaki ang diameter, mas mahaba ang oras ng paghubog, mas mahirap. upang kontrolin, ang gastos pati na rin ang pagkonsumo ng oras ay malaki. Ang liquid-phase method ay nagbibigay-daan para sa medyo simpleng diameter expansion sa pamamagitan ng shoulder release technique, na tumutulong sa mabilis na pagkuha ng mas malalaking substrate.

3. Maaaring ihanda ang mga P-type na kristal. Liquid-phase na paraan dahil sa mataas na presyon ng paglago, ang temperatura ay relatibong mababa, at sa ilalim ng mga kondisyon ng Al ay hindi madaling mag-volatilize at mawala, liquid-phase na paraan gamit ang flux solution na may pagdaragdag ng Al ay maaaring maging mas madaling makakuha ng mataas na carrier concentration ng P-type SiC crystals. Ang paraan ng PVT ay mataas sa temperatura, ang P-type na parameter ay madaling mag-volatilize.

Sa katulad na paraan, nahaharap din ang liquid-phase method sa ilang mahihirap na problema, tulad ng sublimation ng flux sa mataas na temperatura, kontrol sa konsentrasyon ng impurity sa lumalagong kristal, flux wrapping, lumulutang na pagbuo ng kristal, mga natitirang metal ions sa co-solvent, at ang ratio. ng C: Kailangang mahigpit na kontrolin ang Si sa 1:1, at iba pang mga paghihirap.