اپیتاکسی فاز مایع چیست؟

اپیتاکسی فاز مایع (LPE) روشی برای رشد لایه های کریستال نیمه هادی از مذاب روی بسترهای جامد است.

خواص منحصر به فرد SiC رشد تک کریستال ها را چالش برانگیز می کند. روش‌های رشد مرسوم مورد استفاده در صنعت نیمه‌رسانا، مانند روش کشش مستقیم و روش بوته نزولی، به دلیل عدم وجود فاز مایع Si:C=1:1 در فشار اتمسفر قابل استفاده نیستند. طبق محاسبات نظری، فرآیند رشد به فشاری بیشتر از 105 اتمسفر و دمای بالاتر از 3200 درجه سانتی گراد برای دستیابی به نسبت استوکیومتری Si:C=1:1 در محلول نیاز دارد.

روش فاز مایع به شرایط تعادل ترمودینامیکی نزدیکتر است و قادر است بلورهای SiC را با کیفیت بهتری رشد دهد.

دما در نزدیکی دیواره بوته بیشتر و در کریستال بذر کمتر است. در طی فرآیند رشد، بوته گرافیتی منبع C را برای رشد کریستال فراهم می کند.

1. دمای بالا در دیواره بوته منجر به حلالیت بالای C می شود که منجر به انحلال سریع می شود. این منجر به تشکیل یک محلول اشباع C در دیواره بوته از طریق انحلال قابل توجه C می شود.

2. محلول با مقدار قابل توجهی C محلول توسط جریانهای همرفتی محلول کمکی به سمت کف کریستال بذر منتقل می شود. دمای پایین کریستال دانه مربوط به کاهش حلالیت C است که منجر به تشکیل محلول اشباع شده با C در انتهای دمای پایین می شود.

3. هنگامی که C فوق اشباع شده با Si در محلول کمکی ترکیب می شود، بلورهای SiC به صورت همپایه روی کریستال دانه رشد می کنند. همانطور که C فوق اشباع رسوب می کند، محلول با جابجایی به انتهای دمای بالای دیواره بوته باز می گردد و C را حل کرده و یک محلول اشباع تشکیل می دهد.

این فرآیند چندین بار تکرار می شود و در نهایت منجر به رشد بلورهای SiC تمام شده می شود.