คริสตัล SiC เตรียมโดยวิธี PVT

วิธีการหลักในการเตรียมผลึกเดี่ยวของซิลิคอนคาร์ไบด์คือวิธีการขนส่งไอทางกายภาพ (PVT) วิธีการนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกช่องหลอดควอทซ์, กองค์ประกอบความร้อน(ขดลวดเหนี่ยวนำหรือเครื่องทำความร้อนกราไฟท์)ฉนวนสักหลาดคาร์บอนกราไฟท์วัสดุกเบ้าหลอมกราไฟท์ผลึกเมล็ดซิลิกอนคาร์ไบด์ ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ และเครื่องวัดอุณหภูมิอุณหภูมิสูง ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ตั้งอยู่ที่ด้านล่างของเบ้าหลอมกราไฟท์ ในขณะที่ผลึกเมล็ดติดอยู่ที่ด้านบน กระบวนการเติบโตของผลึกมีดังนี้: อุณหภูมิที่ด้านล่างของถ้วยใส่ตัวอย่างจะเพิ่มขึ้นเป็น 2100–2400 °C ผ่านการทำความร้อน (การเหนี่ยวนำหรือความต้านทาน) ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ด้านล่างของถ้วยใส่ตัวอย่างจะสลายตัวที่อุณหภูมิสูงนี้ ทำให้เกิดสารที่เป็นก๊าซ เช่น Si, Si₂C และ SiC₂ ภายใต้อิทธิพลของการไล่ระดับอุณหภูมิและความเข้มข้นภายในโพรง สารที่เป็นก๊าซเหล่านี้จะถูกขนส่งไปยังพื้นผิวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าของผลึกเมล็ดพืช และค่อยๆ ควบแน่นและเกิดนิวเคลียส จนในที่สุดบรรลุการเติบโตของผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์

ประเด็นทางเทคนิคที่สำคัญที่ควรทราบเมื่อปลูกผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์โดยใช้วิธีขนส่งไอทางกายภาพมีดังนี้:

1) ความบริสุทธิ์ของวัสดุกราไฟท์ภายในช่องอุณหภูมิการเจริญเติบโตของคริสตัลจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนด ความบริสุทธิ์ของชิ้นส่วนกราไฟท์ควรน้อยกว่า 5×10-6 และความรู้สึกของฉนวนควรน้อยกว่า 10×10-6 ในจำนวนนี้ ความบริสุทธิ์ขององค์ประกอบ B และ Al ควรต่ำกว่า 0.1×10-6 เนื่องจากองค์ประกอบทั้งสองนี้จะทำให้เกิดรูอิสระในระหว่างการเจริญเติบโตของซิลิคอนคาร์ไบด์ ปริมาณที่มากเกินไปขององค์ประกอบทั้งสองนี้จะนำไปสู่คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ไม่เสถียรของซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ ในเวลาเดียวกัน การมีสิ่งเจือปนอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องและการเคลื่อนตัวของคริสตัล ซึ่งท้ายที่สุดจะส่งผลกระทบต่อคุณภาพของคริสตัล

2) ต้องเลือกขั้วคริสตัลของเมล็ดอย่างถูกต้อง ได้รับการตรวจสอบแล้วว่าระนาบ C(0001) สามารถใช้ในการเพาะเลี้ยงผลึก 4H-SiC ได้ และระนาบ Si(0001) ใช้ในการเพาะเลี้ยงผลึก 6H-SiC

3) ใช้ผลึกเมล็ดนอกแกนเพื่อการเติบโต มุมที่เหมาะสมที่สุดของผลึกเมล็ดนอกแกนคือ 4° ซึ่งชี้ไปที่การวางแนวของคริสตัล ผลึกเมล็ดนอกแกนไม่เพียงแต่สามารถเปลี่ยนความสมมาตรของการเติบโตของผลึกและลดข้อบกพร่องในคริสตัลเท่านั้น แต่ยังช่วยให้คริสตัลเติบโตตามการวางแนวของผลึกที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการเตรียมผลึกผลึกเดี่ยว ในขณะเดียวกันก็สามารถทำให้การเติบโตของคริสตัลมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ลดความเครียดและความเครียดภายในคริสตัล และปรับปรุงคุณภาพคริสตัล

4) กระบวนการพันธะคริสตัลเมล็ดที่ดี ด้านหลังของผลึกเมล็ดจะสลายตัวและระเหิดที่อุณหภูมิสูง ในระหว่างการเติบโตของคริสตัล อาจเกิดช่องว่างหกเหลี่ยมหรือแม้แต่ข้อบกพร่องของไมโครทิวบ์ภายในคริสตัลได้ และในกรณีที่รุนแรง สามารถสร้างผลึกโพลีมอร์ฟิกในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ ดังนั้นจึงต้องเตรียมด้านหลังของผลึกเมล็ดไว้ล่วงหน้า ชั้นโฟโตรีซิสต์หนาแน่นที่มีความหนาประมาณ 20 ไมโครเมตรสามารถเคลือบบนพื้นผิว Si ของผลึกเมล็ดได้ หลังจากคาร์บอไนซ์ที่อุณหภูมิสูงที่ประมาณ 600 °C จะเกิดชั้นฟิล์มคาร์บอไนซ์ที่มีความหนาแน่นขึ้น จากนั้นนำไปติดเข้ากับแผ่นกราไฟท์หรือกระดาษกราไฟท์ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง ผลึกเมล็ดที่ได้รับในลักษณะนี้สามารถปรับปรุงคุณภาพการตกผลึกได้อย่างมาก และยับยั้งการระเหยที่ด้านหลังของผลึกเมล็ดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

5) รักษาความเสถียรของส่วนต่อประสานการเติบโตของคริสตัลในระหว่างวงจรการเติบโตของคริสตัล เมื่อความหนาของผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ค่อยๆ เพิ่มขึ้น ส่วนต่อประสานการเติบโตของคริสตัลจะค่อยๆ เคลื่อนไปทางพื้นผิวด้านบนของผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ด้านล่างของถ้วยใส่ตัวอย่าง สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตที่ส่วนต่อประสานการเจริญเติบโตของคริสตัล ทำให้เกิดความผันผวนในพารามิเตอร์ เช่น สนามความร้อนและอัตราส่วนคาร์บอน-ซิลิคอน ในขณะเดียวกัน จะช่วยลดอัตราการเคลื่อนย้ายวัสดุในบรรยากาศและลดความเร็วการเติบโตของคริสตัล ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการเติบโตของคริสตัลอย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ ปัญหาเหล่านี้สามารถบรรเทาได้ในระดับหนึ่งโดยการปรับโครงสร้างและวิธีการควบคุมให้เหมาะสม การเพิ่มกลไกการเคลื่อนที่ของถ้วยใส่ตัวอย่างและการควบคุมถ้วยใส่ตัวอย่างให้เคลื่อนขึ้นอย่างช้าๆ ไปตามทิศทางตามแนวแกนที่อัตราการเติบโตของผลึกสามารถรับประกันความเสถียรของสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตของส่วนต่อประสานการเติบโตของคริสตัล และรักษาระดับอุณหภูมิตามแกนและแนวรัศมีที่เสถียร

Semicorex นำเสนอคุณภาพสูงสำหรับการเติบโตของผลึก SiC หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราสำหรับการเติบโตของผลึก SiC หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com