२ इंच SiC इनगॉट डाय५०.८ मिमीx१० मिमी ४एच-एन मोनोक्रिस्टल

SiC क्रिस्टल ग्रोथ टेक्नॉलॉजी

SiC च्या वैशिष्ट्यांमुळे एकल क्रिस्टल्स वाढवणे कठीण होते. हे प्रामुख्याने वातावरणीय दाबावर Si : C = 1 : 1 च्या स्टोइचियोमेट्रिक गुणोत्तरासह द्रव अवस्था नसल्यामुळे होते आणि सेमीकंडक्टर उद्योगाचे मुख्य आधार असलेल्या डायरेक्ट ड्रॉइंग पद्धत आणि फॉलिंग क्रूसिबल पद्धत यासारख्या अधिक परिपक्व वाढीच्या पद्धतींनी SiC वाढवणे शक्य नाही. सैद्धांतिकदृष्ट्या, Si : C = 1 : 1 च्या स्टोइचियोमेट्रिक गुणोत्तरासह द्रावण फक्त तेव्हाच मिळू शकते जेव्हा दाब 10E5atm पेक्षा जास्त असेल आणि तापमान 3200℃ पेक्षा जास्त असेल. सध्या, मुख्य प्रवाहातील पद्धतींमध्ये PVT पद्धत, द्रव-चरण पद्धत आणि उच्च-तापमान वाष्प-चरण रासायनिक निक्षेपण पद्धत समाविष्ट आहे.

आम्ही पुरवत असलेले SiC वेफर्स आणि क्रिस्टल्स प्रामुख्याने भौतिक वाष्प वाहतूक (PVT) द्वारे वाढवले ​​जातात आणि PVT ची थोडक्यात ओळख खालीलप्रमाणे आहे:

भौतिक वाष्प वाहतूक (PVT) पद्धत ही १९५५ मध्ये लेली यांनी शोधलेल्या गॅस-फेज सबलिमेशन तंत्रापासून उद्भवली, ज्यामध्ये SiC पावडर ग्रेफाइट ट्यूबमध्ये ठेवली जाते आणि SiC पावडर विघटित आणि उदात्तीकरण करण्यासाठी उच्च तापमानाला गरम केली जाते आणि नंतर ग्रेफाइट ट्यूब थंड केली जाते आणि SiC पावडरचे विघटित गॅस-फेज घटक ग्रेफाइट ट्यूबच्या आसपासच्या भागात SiC क्रिस्टल्स म्हणून जमा केले जातात आणि क्रिस्टलाइज केले जातात. जरी ही पद्धत मोठ्या आकाराचे SiC सिंगल क्रिस्टल्स मिळवणे कठीण आहे आणि ग्रेफाइट ट्यूबमधील जमा करण्याची प्रक्रिया नियंत्रित करणे कठीण आहे, तरीही ती नंतरच्या संशोधकांसाठी कल्पना प्रदान करते.

रशियातील वायएम तैरोव्ह आणि इतरांनी या आधारावर सीड क्रिस्टलची संकल्पना मांडली, ज्यामुळे SiC क्रिस्टल्सच्या अनियंत्रित क्रिस्टल आकार आणि न्यूक्लिएशन स्थितीची समस्या सोडवली गेली. त्यानंतरच्या संशोधकांनी सुधारणा करणे सुरू ठेवले आणि अखेरीस आज औद्योगिकदृष्ट्या वापरल्या जाणाऱ्या भौतिक वाष्प हस्तांतरण (PVT) पद्धत विकसित केली.

सर्वात जुनी SiC क्रिस्टल वाढ पद्धत म्हणून, PVT सध्या SiC क्रिस्टल्ससाठी सर्वात मुख्य प्रवाहातील वाढ पद्धत आहे. इतर पद्धतींच्या तुलनेत, या पद्धतीमध्ये वाढीच्या उपकरणांसाठी कमी आवश्यकता, साधी वाढ प्रक्रिया, मजबूत नियंत्रणक्षमता, संपूर्ण विकास आणि संशोधन आहे आणि आधीच औद्योगिकीकरण झाले आहे.