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在单晶生长方面SiC晶体制备的两个难点

文章出处:粉体网网责任编辑:作者:山川人气:-发表时间:2022-05-08 08:34:00【

与传统的单晶硅使用提拉法制备不同,目前规模化生长SiC单晶主要采用物理气相输运法(PVT)或籽晶的升华法。这也就带来了SiC晶体制备的两个难点:

1、生长条件苛刻,需要在高温下进行。一般而言,SiC气相生长温度在2300℃以上,压力350MPa,而硅仅需1600℃左右。高温对设备和工艺控制带来了极高的要求,生产过程几乎是黑箱操作难以观测。如果温度和压力控制稍有失误,则会导致生长数天的产品失败。

2、生长速度慢。PVT法生长SiC的速度缓慢,7天才能生长2cm左右。而硅棒拉晶2-3天即可拉出约2m长的8英寸硅棒。

还有一个令人头疼的问题,SiC存在200多种晶体结构类型,其中六方结构的4H型(4H-SiC)等少数几种晶体结构的单晶型SiC才是所需的半导体材料,在晶体生长过程中需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数,否则容易产生多晶型夹杂,导致产出的晶体不合格。

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