Siliziumkarbid (SiC) spielt als eine Art Halbleitermaterial mit großer Bandlücke eine immer wichtigere Rolle in der Anwendung moderner Wissenschaft und Technologie. Siliziumkarbid weist eine hervorragende thermische Stabilität, eine hohe Toleranz gegenüber elektrischen Feldern, eine gezielte Leitfähigkeit und andere hervorragende physikalische und optische Eigenschaften auf und wird häufig in optoelektronischen Geräten und Solargeräten verwendet. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach effizienteren und stabileren elektronischen Geräten ist die Beherrschung der Wachstumstechnologie Siliziumkarbid zu einem Hotspot geworden.
Wie viel wissen Sie über den SiC-Wachstumsprozess?
Heute werden wir drei Haupttechniken für das Wachstum von Siliziumkarbid-Einkristallen diskutieren: physikalischer Dampftransport (PVT), Flüssigphasenepitaxie (LPE) und chemische Gasphasenabscheidung bei hoher Temperatur (HT-CVD).
Physikalische Dampftransfermethode (PVT)
Die physikalische Dampfübertragungsmethode ist einer der am häufigsten verwendeten Siliziumkarbid-Wachstumsprozesse. Das Wachstum von einkristallinem Siliziumkarbid hängt hauptsächlich von der Sublimation des Siliziumkarbids und der erneuten Abscheidung auf dem Impfkristall unter Hochtemperaturbedingungen ab. In einem geschlossenen Graphittiegel wird das Siliziumkarbidpulver auf eine hohe Temperatur erhitzt. Durch die Steuerung des Temperaturgradienten kondensiert der Siliziumkarbiddampf auf der Oberfläche des Impfkristalls und lässt nach und nach einen großen Einkristall wachsen.
Der überwiegende Teil des von uns derzeit angebotenen monokristallinen SiC wird auf diese Weise hergestellt. Es ist auch der gängige Weg in der Branche.
Flüssigphasenepitaxie (LPE)
Siliziumkarbidkristalle werden durch Flüssigphasenepitaxie durch einen Kristallwachstumsprozess an der Fest-Flüssigkeits-Grenzfläche hergestellt. Bei diesem Verfahren wird das Siliziumkarbidpulver bei hoher Temperatur in einer Silizium-Kohlenstoff-Lösung gelöst und anschließend wird die Temperatur gesenkt, sodass das Siliziumkarbid aus der Lösung ausfällt und auf den Impfkristallen wächst. Der Hauptvorteil des LPE-Verfahrens besteht in der Möglichkeit, hochwertige Kristalle bei einer niedrigeren Wachstumstemperatur zu erhalten, die Kosten sind relativ niedrig und es eignet sich für die Produktion in großem Maßstab.
Chemische Gasphasenabscheidung bei hoher Temperatur (HT-CVD)
Durch Einleiten des silizium- und kohlenstoffhaltigen Gases in die Reaktionskammer bei hoher Temperatur wird die Einkristallschicht aus Siliziumkarbid durch chemische Reaktion direkt auf der Oberfläche des Impfkristalls abgeschieden. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die Strömungsgeschwindigkeit und die Reaktionsbedingungen des Gases präzise gesteuert werden können, um einen Siliziumkarbidkristall mit hoher Reinheit und wenigen Defekten zu erhalten. Mit dem HT-CVD-Verfahren können Siliziumkarbidkristalle mit hervorragenden Eigenschaften hergestellt werden, was besonders für Anwendungen wertvoll ist, bei denen extrem hochwertige Materialien erforderlich sind.
Der Wachstumsprozess von Siliziumkarbid ist der Grundstein für seine Anwendung und Entwicklung. Durch kontinuierliche technologische Innovation und Optimierung spielen diese drei Wachstumsmethoden ihre jeweilige Rolle, um den Anforderungen verschiedener Anlässe gerecht zu werden und die wichtige Position von Siliziumkarbid sicherzustellen. Mit der Vertiefung der Forschung und dem technologischen Fortschritt wird der Wachstumsprozess von Siliziumkarbidmaterialien weiter optimiert und die Leistung elektronischer Geräte weiter verbessert.
(Zensur)
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. Juni 2024