2-Zoll-SiC-Ingot, Durchmesser 50,8 mm x 10 mm, 4H-N-Einkristall

Kurzbeschreibung:

Ein 2-Zoll-SiC-Ingot (Siliziumkarbid-Ingot) ist ein zylindrischer oder blockförmiger Einkristall aus Siliziumkarbid mit einem Durchmesser oder einer Kantenlänge von 2 Zoll. Siliziumkarbid-Ingots dienen als Ausgangsmaterial für die Herstellung verschiedener Halbleiterbauelemente, beispielsweise Leistungselektronik- und optoelektronischer Bauelemente.

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Merkmale

SiC-Kristallwachstumstechnologie

Die Eigenschaften von SiC erschweren das Züchten von Einkristallen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass bei Atmosphärendruck keine flüssige Phase mit einem stöchiometrischen Verhältnis von Si : C = 1 : 1 existiert. Daher ist es nicht möglich, SiC mit etablierten Züchtungsverfahren wie dem Direktziehverfahren und dem Falltiegelverfahren, den wichtigsten Methoden der Halbleiterindustrie, herzustellen. Theoretisch lässt sich eine Lösung mit einem stöchiometrischen Verhältnis von Si : C = 1 : 1 nur bei einem Druck von über 10⁵ atm und einer Temperatur von über 3200 °C erzielen. Zu den gängigen Verfahren zählen derzeit das PVT-Verfahren, das Flüssigphasenverfahren und die Hochtemperatur-Dampfphasen-Abscheidung.

Die von uns angebotenen SiC-Wafer und -Kristalle werden hauptsächlich durch physikalischen Dampftransport (PVT) hergestellt. Nachfolgend eine kurze Einführung in das PVT-Verfahren:

Die Methode des physikalischen Dampftransports (PVT) basiert auf der von Lely 1955 entwickelten Gasphasensublimationstechnik. Dabei wird SiC-Pulver in ein Graphitrohr gegeben und auf eine hohe Temperatur erhitzt, um die Zersetzung und Sublimation des Pulvers zu bewirken. Anschließend wird das Graphitrohr abgekühlt, und die zersetzten gasförmigen Bestandteile des SiC-Pulvers lagern sich als SiC-Kristalle in der Umgebung des Graphitrohrs ab. Obwohl es mit dieser Methode schwierig ist, große SiC-Einkristalle zu erhalten und der Abscheidungsprozess im Graphitrohr schwer zu kontrollieren ist, liefert sie Anregungen für nachfolgende Forschungen.

Y. M. Tairov et al. führten in Russland auf dieser Grundlage das Konzept des Impfkristalls ein, wodurch das Problem der unkontrollierbaren Kristallform und Keimbildungsposition von SiC-Kristallen gelöst wurde. Nachfolgende Forscher verbesserten das Verfahren weiter und entwickelten schließlich die heute industriell angewandte Methode des physikalischen Dampftransfers (PVT).

Als früheste Methode zur Züchtung von SiC-Kristallen ist PVT heute die gängigste Methode. Im Vergleich zu anderen Verfahren zeichnet sie sich durch geringe Anforderungen an die Züchtungsanlagen, einen einfachen Züchtungsprozess, hohe Kontrollierbarkeit, umfassende Entwicklung und Forschung sowie ihre industrielle Anwendung aus.