ขอแนะนำการขนส่งไอทางกายภาพ (PVT)

คุณลักษณะของ SiC เองกำหนดว่าการเติบโตของผลึกเดี่ยวนั้นยากกว่า เนื่องจากไม่มีเฟสของเหลว Si:C=1:1 ที่ความดันบรรยากาศ กระบวนการเติบโตที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้นที่กระแสหลักของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์นำมาใช้จึงไม่สามารถนำมาใช้เพื่อขยายวิธีการดึงตรงแบบเติบโตที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้นได้ เบ้าหลอมจากมากไปน้อย วิธีการและวิธีการอื่น ๆ เพื่อการเจริญเติบโต หลังจากการคำนวณทางทฤษฎี เฉพาะเมื่อความดันมากกว่า 105 atm และอุณหภูมิสูงกว่า 3200 ℃ เราจะได้อัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ของสารละลาย Si:C = 1:1 ได้หรือไม่ ปัจจุบันวิธี pvt เป็นหนึ่งในวิธีกระแสหลัก

วิธี PVT มีข้อกำหนดต่ำสำหรับอุปกรณ์การเจริญเติบโต กระบวนการที่ง่ายและควบคุมได้ และการพัฒนาเทคโนโลยียังค่อนข้างสมบูรณ์และได้ผ่านการพัฒนาทางอุตสาหกรรมแล้ว โครงสร้างของวิธี PVT แสดงในรูปด้านล่าง

การควบคุมสนามอุณหภูมิตามแนวแกนและแนวรัศมีสามารถทำได้โดยการควบคุมสภาวะการเก็บรักษาความร้อนภายนอกของเบ้าหลอมกราไฟท์ ผง SiC วางอยู่ที่ด้านล่างของเบ้าหลอมกราไฟท์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า และผลึกเมล็ด SiC จะถูกตรึงไว้ที่ด้านบนของเบ้าหลอมกราไฟท์ด้วยอุณหภูมิที่ต่ำกว่า โดยทั่วไประยะห่างระหว่างผงและผลึกเมล็ดจะถูกควบคุมไว้ที่หลายสิบมิลลิเมตร เพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกันระหว่างผลึกเดี่ยวที่กำลังเติบโตกับผง

การไล่ระดับของอุณหภูมิมักจะอยู่ในช่วง 15-35°C/ซม. ก๊าซเฉื่อยที่ความดัน 50-5,000 Pa จะถูกเก็บไว้ในเตาเผาเพื่อเพิ่มการพาความร้อน ผง SiC ถูกให้ความร้อนถึง 2000-2500°C โดยวิธีการทำความร้อนที่แตกต่างกัน (การทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำและการทำความร้อนแบบต้านทาน อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องคือเตาแบบเหนี่ยวนำและเตาแบบต้านทาน) และผงดิบจะระเหิดและสลายตัวเป็นส่วนประกอบในเฟสก๊าซ เช่น Si, Si2C , SiC2 ฯลฯ ซึ่งถูกขนส่งไปยังปลายผลึกเมล็ดด้วยการพาความร้อน และผลึก SiC จะถูกตกผลึกบนผลึกเมล็ดเพื่อให้เกิดการเติบโตของผลึกเดี่ยว อัตราการเติบโตโดยทั่วไปคือ 0.1-2 มม./ชม.

ปัจจุบันวิธี PVT ได้รับการพัฒนาและเติบโตเต็มที่แล้ว และสามารถรับรู้การผลิตจำนวนมากได้หลายแสนชิ้นต่อปี และขนาดการประมวลผลของมันเพิ่มขึ้นเป็น 6 นิ้ว และขณะนี้กำลังพัฒนาเป็น 8 นิ้ว และยังมีความเกี่ยวข้องอีกด้วย บริษัทที่ใช้ตัวอย่างชิปพื้นผิวขนาด 8 นิ้ว อย่างไรก็ตาม วิธี PVT ยังคงมีปัญหาดังต่อไปนี้:

• เทคโนโลยีการเตรียมซับสเตรต SiC ขนาดใหญ่ยังไม่สมบูรณ์ เนื่องจากวิธี PVT สามารถทำได้เฉพาะความหนาตามยาวเท่านั้น จึงเป็นเรื่องยากที่จะทราบถึงการขยายตัวตามขวาง เพื่อให้ได้เวเฟอร์ SiC ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น มักจะต้องลงทุนเงินจำนวนมากและความพยายาม และด้วยขนาดเวเฟอร์ SiC ในปัจจุบันที่ยังคงขยายตัวต่อไป ความยากนี้จะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเท่านั้น (เช่นเดียวกับการพัฒนาของศรี)
• ระดับข้อบกพร่องในปัจจุบันบนซับสเตรต SiC ที่ปลูกโดยวิธี PVT ยังคงสูงอยู่ การเคลื่อนตัวจะช่วยลดแรงดันไฟฟ้าในการปิดกั้นและเพิ่มกระแสรั่วไหลของอุปกรณ์ SiC ซึ่งส่งผลต่อการใช้งานอุปกรณ์ SiC
• วัสดุพิมพ์ชนิด P นั้นเตรียมได้ยากด้วย PVT ปัจจุบันอุปกรณ์ SiC ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์แบบขั้วเดียว อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงแบบไบโพลาร์ในอนาคตจะต้องใช้วัสดุพิมพ์ชนิด p การใช้ซับสเตรตประเภท p สามารถรับรู้ถึงการเติบโตของ epitaxial ชนิด N เมื่อเปรียบเทียบกับการเติบโตของ epitaxis ชนิด P บนซับสเตรตชนิด N จะมีการเคลื่อนที่ของตัวพาที่สูงกว่า ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ SiC ต่อไปได้