6 tuuman HPSI-siikarbidisubstraattikiekko, piikarbidi, puoliksi loukkaavat piikarbidikiekot

Nykyiset piikarbidi-yksittäiskiteiden kasvatusmenetelmät käsittävät pääasiassa seuraavat kolme: nestefaasimenetelmä, korkean lämpötilan kemiallinen höyrypinnoitusmenetelmä ja fysikaalinen höyryfaasikuljetusmenetelmä (PVT). Näistä PVT-menetelmä on tutkituin ja kehittynein piikarbidi-yksittäiskiteiden kasvatustekniikka, ja sen tekniset vaikeudet ovat:

(1) SiC-yksittäiskiteen lämmitys suljetun grafiittikammion yläpuolella 2300 °C:n korkeassa lämpötilassa "kiinteä-kaasu-kiinteä" -muunnos-uudelleenkiteytymisprosessin loppuun saattamiseksi. Kasvusykli on pitkä, vaikeasti hallittava ja altis mikrotubuluksille, sulkeumille ja muille virheille.

(2) Piikarbidista valmistettuja yksittäisiä kiteisiä kiteitä on yli 200 erilaista, mutta yleensä valmistetaan vain yhtä kidetyyppiä. Kasvuprosessissa on helppo tuottaa kidetyypin muutos, joka johtaa monityyppisiin sulkeumavirheisiin. Yhden tietyn kidetyypin valmistusprosessia on vaikea hallita prosessin vakauden varmistamiseksi, esimerkiksi nykyinen valtavirta on 4H-tyyppi.

(3) Piikarbidin yksittäiskiteen kasvussa on lämpökenttä, jossa on lämpötilagradientti, mikä johtaa kiteen kasvuprosessiin, jossa on natiivi sisäinen jännitys ja siitä johtuvat dislokaatiot, viat ja muut viat.

(4) Piikarbidista valmistettujen yksittäisten kiteiden kasvatusprosessissa on tarkasti kontrolloitava ulkoisten epäpuhtauksien pääsyä, jotta saadaan erittäin puhdas puolieristävä kide tai suunnatusti seostettu johtava kide. RF-laitteissa käytettävien puolieristävien piikarbidisubstraattien sähköiset ominaisuudet on saavutettava kontrolloimalla erittäin alhaista epäpuhtauspitoisuutta ja tietyntyyppisiä pistevirheitä kiteessä.