Защо да изберете метода на епитаксия в течна фаза?

Уникалните свойства на SiC правят отглеждането на единични кристали предизвикателство. Конвенционалните методи за растеж, използвани в полупроводниковата индустрия, като метода на право издърпване и метода на низходящия тигел, не могат да бъдат приложени поради липсата на Si:C=1:1 течна фаза при атмосферно налягане. Процесът на растеж изисква налягане, по-високо от 105 atm, и температура, по-висока от 3200°C, за да се постигне стехиометрично съотношение на Si:C=1:1 в разтвора, според теоретичните изчисления.

В сравнение с PVT метода, течнофазовият метод за отглеждане на SiC има следните предимства:

1. ниска плътност на дислокация. проблемът с дислокациите в SiC субстратите е ключът към ограничаването на работата на SiC устройствата. Проникващите дислокации и микротубули в субстрата се прехвърлят към епитаксиалния растеж, увеличавайки тока на утечка на устройството и намалявайки блокиращото напрежение и пробивното електрическо поле. От една страна, методът на растеж в течна фаза може значително да намали температурата на растеж, да намали дислокациите, причинени от топлинен стрес по време на охлаждане от високотемпературно състояние, и ефективно да инхибира генерирането на дислокации по време на процеса на растеж. От друга страна, процесът на растеж в течна фаза може да реализира преобразуването между различни дислокации, дислокацията на резбовия винт (TSD) или дислокацията на ръба на резбата (TED) се трансформира в грешка при подреждане (SF) по време на процеса на растеж, променяйки посоката на разпространение и накрая се изпуска в разлома на слоя. Посоката на разпространение се променя и накрая се изхвърля към външната страна на кристала, реализирайки намаляването на плътността на дислокация в растящия кристал. По този начин могат да бъдат получени висококачествени SiC кристали без микротубули и ниска плътност на дислокация, за да се подобри производителността на базираните на SiC устройства.

2. Лесно е да се реализира субстрат с по-голям размер. PVT метод, поради напречната температура е трудно да се контролира, в същото време състоянието на газовата фаза в напречното сечение е трудно да се образува стабилно разпределение на температурата, колкото по-голям е диаметърът, толкова по-дълго е времето за формоване, толкова по-трудно за контрол, разходите, както и времето са големи. Методът с течна фаза позволява сравнително просто разширяване на диаметъра чрез техниката на освобождаване на рамото, което помага за бързо получаване на по-големи субстрати.

3. Могат да се приготвят кристали тип P. Метод с течна фаза поради високото налягане на растеж, температурата е относително ниска и при условията на Al не е лесно да се изпари и загуби, методът с течна фаза, използващ разтвор на поток с добавяне на Al, може да бъде по-лесен за получаване на висока концентрация на носител на P-тип SiC кристали. PVT методът е с висока температура, параметърът от тип P е лесен за изпаряване.

По подобен начин методът на течната фаза също е изправен пред някои трудни проблеми, като сублимация на потока при високи температури, контрол на концентрацията на примеси в растящия кристал, обвиване на потока, образуване на плаващи кристали, остатъчни метални йони в съразтворителя и съотношението на C: Si трябва да се контролира стриктно при 1:1 и други трудности.