在單晶生長(zhǎng)方面SiC晶體制備的兩個(gè)難點(diǎn)
與傳統(tǒng)的單晶硅使用提拉法制備不同,目前規(guī)?;L(zhǎng)SiC單晶主要采用物理氣相輸運(yùn)法(PVT)或籽晶的升華法。這也就帶來(lái)了SiC晶體制備的兩個(gè)難點(diǎn):
1、生長(zhǎng)條件苛刻,需要在高溫下進(jìn)行。一般而言,SiC氣相生長(zhǎng)溫度在2300℃以上,壓力350MPa,而硅僅需1600℃左右。高溫對(duì)設(shè)備和工藝控制帶來(lái)了極高的要求,生產(chǎn)過(guò)程幾乎是黑箱操作難以觀測(cè)。如果溫度和壓力控制稍有失誤,則會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)數(shù)天的產(chǎn)品失敗。
2、生長(zhǎng)速度慢。PVT法生長(zhǎng)SiC的速度緩慢,7天才能生長(zhǎng)2cm左右。而硅棒拉晶2-3天即可拉出約2m長(zhǎng)的8英寸硅棒。
還有一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題,SiC存在200多種晶體結(jié)構(gòu)類型,其中六方結(jié)構(gòu)的4H型(4H-SiC)等少數(shù)幾種晶體結(jié)構(gòu)的單晶型SiC才是所需的半導(dǎo)體材料,在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中需要精確控制硅碳比、生長(zhǎng)溫度梯度、晶體生長(zhǎng)速率以及氣流氣壓等參數(shù),否則容易產(chǎn)生多晶型夾雜,導(dǎo)致產(chǎn)出的晶體不合格。
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