Zergatik aukeratu fase likidoaren epitaxia metodoa?

SiC-ren propietate bereziek kristal bakarrak haztea zaila egiten dute. Erdieroaleen industrian erabiltzen diren ohiko hazkuntza-metodoak, tira zuzenaren metodoa eta beheranzko arragoaren metodoa, esaterako, ezin dira aplikatu presio atmosferikoan Si:C=1:1 fase likidorik ez dagoelako. Hazkuntza-prozesuak 105 atm-tik gorako presioa eta 3200°C-tik gorako tenperatura behar ditu disoluzioan Si:C=1:1 erlazio estekiometrikoa lortzeko, kalkulu teorikoen arabera.

PVT metodoarekin alderatuta, SiC hazteko fase likidoaren metodoak abantaila hauek ditu:

1. dislokazio-dentsitate baxua. SiC substratuetako dislokazioen arazoa SiC gailuen errendimendua mugatzeko gakoa izan da. Substratuko dislokazio eta mikrotubulu barneratzaileak hazkunde epitaxialera transferitzen dira, gailuaren ihes-korrontea areagotuz eta blokeo-tentsioa eta matxura eremu elektrikoa murriztuz. Alde batetik, fase likidoko hazkuntza-metodoak hazkunde-tenperatura nabarmen murriztu dezake, tenperatura altuko egoeratik hoztean estres termikoak eragindako dislokazioak murrizten ditu eta hazkuntza-prozesuan zehar dislokazioak sortzea modu eraginkorrean inhibitu. Bestalde, fase likidoko hazkuntza prozesuak dislokazio ezberdinen arteko bihurketa gauzatu dezake, hazkuntza-torlojuaren dislokazioa (TSD) edo harizketaren ertzaren dislokazioa (TED) hazkuntza-prozesuan pilaketa-matxura (SF) bihurtzen da, hedapen-noranzkoa aldatuz. , eta, azkenik, geruzaren failara isuria. Hedapen-norabidea aldatzen da eta azkenean kristalaren kanpoaldera isurtzen da, hazten den kristalean dislokazio-dentsitatearen beherakada konturatuz. Horrela, mikrotubulurik gabeko eta dislokazio-dentsitate baxuko kalitate handiko SiC kristalak lor daitezke SiCn oinarritutako gailuen errendimendua hobetzeko.

2. Erraza da tamaina handiagoko substratua konturatzea. PVT metodoa, zeharkako tenperatura dela eta kontrolatzea zaila da, aldi berean, zeharkako sekzioan gas-fasearen egoera zaila da tenperatura-banaketa egonkorra osatzea, zenbat eta diametro handiagoa izan, orduan eta luzeagoa izango da moldaketa denbora, orduan eta zailagoa da. kontrolatzeko, kostua eta denbora-kontsumoa handia da. Likido-fasearen metodoak sorbalda askatzeko teknikaren bidez diametroaren hedapen nahiko sinplea ahalbidetzen du, substratu handiagoak azkar lortzen laguntzen duena.

3. P motako kristalak prestatu daitezke. Likido-fasearen metodoa hazkunde-presio handia dela eta, tenperatura nahiko baxua da, eta Al-ren baldintzetan ez da erraza hegaztitzea eta galtzea, fase likidoaren metodoa fluxu-soluzioa erabiliz Al gehitzearekin errazagoa izan daiteke. P motako SiC kristalen eramaile-kontzentrazioa. PVT metodoa tenperatura altua da, P motako parametroa lurruntzen erraza da.

Era berean, fase likidoko metodoak arazo zail batzuei ere aurre egiten die, hala nola, fluxuaren sublimazioa tenperatura altuetan, hazten den kristalean ezpurutasun-kontzentrazioa kontrolatzea, fluxua biltzea, kristal flotatzaileak sortzea, hondar metalezko ioiak ko-disolbatzailean eta erlazioa. of C: Si zorrozki kontrolatu behar da 1:1, eta beste zailtasun batzuk.