Γιατί να επιλέξετε τη μέθοδο επιτάξεως υγρής φάσης;

Οι μοναδικές ιδιότητες του SiC καθιστούν δύσκολη την ανάπτυξη μονοκρυστάλλων. Οι συμβατικές μέθοδοι ανάπτυξης που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία ημιαγωγών, όπως η μέθοδος ευθείας έλξης και η μέθοδος του χωνευτηρίου καθόδου, δεν μπορούν να εφαρμοστούν λόγω της απουσίας υγρής φάσης Si:C=1:1 σε ατμοσφαιρική πίεση. Η διαδικασία ανάπτυξης απαιτεί πίεση μεγαλύτερη από 105 atm και θερμοκρασία μεγαλύτερη από 3200°C για να επιτευχθεί στοιχειομετρική αναλογία Si:C=1:1 στο διάλυμα, σύμφωνα με τους θεωρητικούς υπολογισμούς.

Σε σύγκριση με τη μέθοδο PVT, η μέθοδος υγρής φάσης για την ανάπτυξη του SiC έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

1. χαμηλή πυκνότητα εξάρθρωσης. Το πρόβλημα των εξαρθρώσεων σε υποστρώματα SiC ήταν το κλειδί για τον περιορισμό της απόδοσης των συσκευών SiC. Οι διεισδυτικές εξαρθρώσεις και οι μικροσωληνίσκοι στο υπόστρωμα μεταφέρονται στην επιταξιακή ανάπτυξη, αυξάνοντας το ρεύμα διαρροής της συσκευής και μειώνοντας την τάση αποκλεισμού και το ηλεκτρικό πεδίο διάσπασης. Από τη μία πλευρά, η μέθοδος ανάπτυξης υγρής φάσης μπορεί να μειώσει σημαντικά τη θερμοκρασία ανάπτυξης, να μειώσει τις εξαρθρώσεις που προκαλούνται από τη θερμική καταπόνηση κατά την ψύξη από την κατάσταση υψηλής θερμοκρασίας και να αναστείλει αποτελεσματικά τη δημιουργία εξαρθρώσεων κατά τη διαδικασία ανάπτυξης. Από την άλλη πλευρά, η διαδικασία ανάπτυξης υγρής φάσης μπορεί να πραγματοποιήσει τη μετατροπή μεταξύ διαφορετικών εξαρθρώσεων, η εξάρθρωση βίδας σπειρώματος (TSD) ή η εξάρθρωση ακμής σπειρώματος (TED) μετατρέπεται σε σφάλμα στοίβαξης (SF) κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης, αλλάζοντας την κατεύθυνση διάδοσης , και τελικά αποφορτίζεται στο σφάλμα στρώσης. Η κατεύθυνση διάδοσης αλλάζει και τελικά εκφορτώνεται στο εξωτερικό του κρυστάλλου, διαπιστώνοντας τη μείωση της πυκνότητας εξάρθρωσης στον αναπτυσσόμενο κρύσταλλο. Έτσι, μπορούν να ληφθούν κρύσταλλοι SiC υψηλής ποιότητας χωρίς μικροσωληνίσκους και χαμηλή πυκνότητα εξάρθρωσης για τη βελτίωση της απόδοσης των συσκευών που βασίζονται σε SiC.

2. Είναι εύκολο να κατασκευαστεί υπόστρωμα μεγαλύτερου μεγέθους. Η μέθοδος PVT, λόγω της εγκάρσιας θερμοκρασίας είναι δύσκολο να ελεγχθεί, την ίδια στιγμή, η κατάσταση της αέριας φάσης στη διατομή είναι δύσκολο να σχηματιστεί μια σταθερή κατανομή θερμοκρασίας, όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος, όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος χύτευσης, τόσο πιο δύσκολο για έλεγχο, το κόστος καθώς και η κατανάλωση χρόνου είναι μεγάλη. Η μέθοδος υγρής φάσης επιτρέπει τη σχετικά απλή επέκταση της διαμέτρου μέσω της τεχνικής απελευθέρωσης ώμου, η οποία βοηθά στη γρήγορη απόκτηση μεγαλύτερων υποστρωμάτων.

3. Μπορούν να παρασκευαστούν κρύσταλλοι τύπου Ρ. Μέθοδος υγρής φάσης λόγω της υψηλής πίεσης ανάπτυξης, η θερμοκρασία είναι σχετικά χαμηλή και υπό τις συνθήκες του Al δεν είναι εύκολο να εξατμιστεί και να χαθεί, η μέθοδος υγρής φάσης που χρησιμοποιεί διάλυμα ροής με την προσθήκη Al μπορεί να είναι ευκολότερο να ληφθεί υψηλό συγκέντρωση φορέα κρυστάλλων SiC τύπου P. Η μέθοδος PVT είναι υψηλή σε θερμοκρασία, η παράμετρος τύπου P είναι εύκολο να εξατμιστεί.

Ομοίως, η μέθοδος υγρής φάσης αντιμετωπίζει επίσης ορισμένα δύσκολα προβλήματα, όπως εξάχνωση της ροής σε υψηλές θερμοκρασίες, έλεγχος της συγκέντρωσης ακαθαρσιών στον αναπτυσσόμενο κρύσταλλο, περιτύλιξη ροής, σχηματισμός πλωτών κρυστάλλων, υπολειμματικά μεταλλικά ιόντα στον συνδιαλύτη και η αναλογία του C: Το Si πρέπει να ελέγχεται αυστηρά στο 1:1, και άλλες δυσκολίες.