Proč zvolit metodu epitaxe v kapalné fázi?

Díky jedinečným vlastnostem SiC je pěstování monokrystalů náročné. Konvenční růstové metody používané v polovodičovém průmyslu, jako je metoda přímého tažení a metoda sestupného kelímku, nelze použít kvůli absenci Si:C=1:1 kapalné fáze při atmosférickém tlaku. Růstový proces vyžaduje tlak vyšší než 105 atm a teplotu vyšší než 3200 °C k dosažení stechiometrického poměru Si:C=1:1 v roztoku, podle teoretických výpočtů.

Ve srovnání s metodou PVT má metoda pěstování SiC v kapalné fázi následující výhody:

1. nízká hustota dislokací. problém dislokací v substrátech SiC byl klíčem k omezení výkonu zařízení SiC. Pronikající dislokace a mikrotubuly v substrátu jsou přeneseny do epitaxního růstu, čímž se zvyšuje svodový proud zařízení a snižuje se blokující napětí a průrazné elektrické pole. Na jedné straně může metoda růstu v kapalné fázi výrazně snížit teplotu růstu, snížit dislokace způsobené tepelným stresem při ochlazování z vysokoteplotního stavu a účinně inhibovat generování dislokací během procesu růstu. Na druhé straně proces růstu v kapalné fázi může realizovat konverzi mezi různými dislokacemi, dislokace závitového šroubu (TSD) nebo dislokace závitové hrany (TED) se během procesu růstu přemění na stohovací poruchu (SF) a mění směr šíření. , a nakonec vypuštěn do poruchy vrstvy. Směr šíření se změní a nakonec se vybije na vnější stranu krystalu, čímž dojde ke snížení hustoty dislokací v rostoucím krystalu. Tak lze získat vysoce kvalitní krystaly SiC bez mikrotubulů a nízkou hustotou dislokací pro zlepšení výkonu zařízení na bázi SiC.

2. Je snadné realizovat substrát větší velikosti. Metoda PVT, vzhledem k příčné teplotě je obtížně ovladatelná, zároveň stav plynné fáze v průřezu je obtížné vytvořit stabilní rozložení teploty, čím větší je průměr, tím delší je doba formování, tím obtížnější pro kontrolu jsou náklady i spotřeba času velké. Metoda v kapalné fázi umožňuje relativně jednoduchou expanzi průměru pomocí techniky uvolnění ramene, což pomáhá rychle získat větší substráty.

3. Lze připravit krystaly typu P. Metoda v kapalné fázi kvůli vysokému růstovému tlaku, teplotě je relativně nízké a za podmínek Al není snadné těkat a ztrácet, metoda v kapalné fázi využívající roztok tavidla s přídavkem Al může být snazší získat vysokou nosná koncentrace krystalů SiC typu P. Metoda PVT má vysokou teplotu, parametr typu P je snadno těkavý.

Podobně metoda v kapalné fázi také čelí některým obtížným problémům, jako je sublimace tavidla při vysokých teplotách, kontrola koncentrace nečistot v rostoucím krystalu, obalování tavidla, tvorba plovoucích krystalů, zbytkové kovové ionty v pomocném rozpouštědle a poměr of C: Si musí být přísně kontrolován na 1:1 a další potíže.