2 tuuman piikarbidiharkko, halkaisija 50,8 mm x 10 mm, 4H-N-monokrystallia

SiC-kiteiden kasvatustekniikka

Piikarbidin (SiC) ominaisuudet vaikeuttavat yksittäisten kiteiden kasvatusta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että ilmakehän paineessa ei ole nestemäistä faasia, jonka stoikiometrinen Si:C-suhde olisi 1:1, eikä piikarbidia voida kasvattaa kypsemmillä kasvatusmenetelmillä, kuten suoralla vetomenetelmällä ja tippuupokkaalla, jotka ovat puolijohdeteollisuuden tukipilareita. Teoriassa stoikiometrisen Si:C-suhteen 1:1 liuos voidaan saada vain, kun paine on yli 10E5atm ja lämpötila yli 3200 ℃. Tällä hetkellä yleisimpiä menetelmiä ovat PVT-menetelmä, nestefaasimenetelmä ja korkean lämpötilan höyryfaasikemiallinen laskeumamenetelmä.

Tarjoamamme piikarbidilevyt ja -kiteet kasvatetaan pääasiassa fysikaalisella höyrykuljetuksella (PVT), ja seuraavassa on lyhyt johdanto PVT:hen:

Fysikaalinen höyrynsiirtomenetelmä (PVT) on peräisin Lelyn vuonna 1955 keksimästä kaasufaasisublimaatiotekniikasta, jossa piikarbidijauhetta asetetaan grafiittiputkeen ja kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, jotta piikarbidijauhe hajoaa ja sublimoituu. Tämän jälkeen grafiittiputki jäähdytetään, ja piikarbidijauheen hajonneet kaasufaasikomponentit kerrostuvat ja kiteytyvät piikarbidikiteinä grafiittiputken ympäristöön. Vaikka tällä menetelmällä on vaikea saada suurikokoisia piikarbidi-yksittäiskiteitä ja kerrostumisprosessia grafiittiputken sisällä on vaikea hallita, se tarjoaa ideoita tuleville tutkijoille.

YM Tairov ym. esittelivät Venäjällä siemenkiteen käsitteen tältä pohjalta, mikä ratkaisi piikarbidikiteiden hallitsemattoman kidemuodon ja ydintymispaikan ongelman. Myöhemmät tutkijat jatkoivat parannuksia ja lopulta kehittivät fysikaalisen höyrynsiirtomenetelmän (PVT), jota käytetään nykyään teollisesti.

Varhaisimpana piikarbidikiteiden kasvatusmenetelmänä PVT on tällä hetkellä yleisin piikarbidikiteiden kasvatusmenetelmä. Verrattuna muihin menetelmiin tällä menetelmällä on alhaiset vaatimukset kasvatuslaitteille, yksinkertainen kasvatusprosessi, hyvä hallittavuus, perusteellinen kehitys ja tutkimus, ja se on jo teollistettu.