چرا روش اپیتاکسی فاز مایع را انتخاب کنیم؟

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.

در مقایسه با روش PVT، روش فاز مایع برای رشد SiC دارای مزایای زیر است:

1. چگالی کم دررفتگی. مشکل نابجایی در بسترهای SiC کلیدی برای محدود کردن عملکرد دستگاه‌های SiC بوده است. نابجایی های نافذ و میکروتوبول ها در بستر به رشد اپیتاکسیال منتقل می شوند و جریان نشتی دستگاه را افزایش می دهند و ولتاژ مسدود کننده و میدان الکتریکی شکست را کاهش می دهند. از یک طرف، روش رشد فاز مایع می تواند دمای رشد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، نابجایی های ناشی از تنش حرارتی در هنگام خنک شدن از حالت دمای بالا را کاهش دهد و به طور موثر از ایجاد نابجایی در طول فرآیند رشد جلوگیری کند. از سوی دیگر، فرآیند رشد فاز مایع می تواند تبدیل بین نابجایی های مختلف را محقق کند، دررفتگی پیچ رزوه ای (TSD) یا نابجایی لبه رزوه ای (TED) در طول فرآیند رشد به خطای انباشتگی (SF) تبدیل می شود و جهت انتشار را تغییر می دهد. ، و در نهایت به خطای لایه تخلیه می شود. جهت انتشار تغییر می کند و در نهایت به خارج از کریستال تخلیه می شود و متوجه کاهش تراکم دررفتگی در کریستال در حال رشد می شود. بنابراین، کریستال های SiC با کیفیت بالا بدون میکروتوبول و چگالی کم جابجایی را می توان برای بهبود عملکرد دستگاه های مبتنی بر SiC به دست آورد.

2. به راحتی می توان بستری با اندازه بزرگتر را درک کرد. روش PVT، با توجه به دمای عرضی برای کنترل دشوار است، در همان زمان، وضعیت فاز گاز در سطح مقطع دشوار است برای تشکیل یک توزیع دمای پایدار، قطر بزرگتر، زمان قالب گیری طولانی تر، دشوارتر است. برای کنترل، هزینه و همچنین زمان مصرف زیاد است. روش فاز مایع امکان انبساط قطر نسبتاً ساده را از طریق تکنیک رهاسازی شانه فراهم می کند که به دستیابی سریع بسترهای بزرگتر کمک می کند.

3. بلورهای نوع P را می توان تهیه کرد. روش فاز مایع به دلیل فشار رشد بالا، دما نسبتاً پایین است و تحت شرایط Al به راحتی تبخیر و از دست نمی‌رود، روش فاز مایع با استفاده از محلول شار با افزودن Al می‌تواند آسان‌تر به دست آید. غلظت حامل بلورهای SiC نوع P روش PVT در دما بالا است، پارامتر نوع P به راحتی قابل تبخیر است.

به طور مشابه، روش فاز مایع نیز با مشکلات دشواری مانند تصعید شار در دماهای بالا، کنترل غلظت ناخالصی در کریستال در حال رشد، بسته بندی شار، تشکیل کریستال شناور، یون های فلزی باقیمانده در حلال کمکی و نسبت مواجه است. از C: Si باید به شدت در 1:1 کنترل شود، و مشکلات دیگر.