Почему стоит выбрать метод жидкофазной эпитаксии?

Уникальные свойства SiC затрудняют выращивание монокристаллов. Традиционные методы выращивания, используемые в полупроводниковой промышленности, такие как метод прямого вытягивания и метод нисходящего тигля, не могут быть применены из-за отсутствия жидкой фазы Si:C=1:1 при атмосферном давлении. Согласно теоретическим расчетам, процесс роста требует давления более 105 атм и температуры более 3200°C для достижения в растворе стехиометрического соотношения Si:C=1:1.

По сравнению с методом PVT жидкофазный метод выращивания SiC имеет следующие преимущества:

1. low dislocation density. the problem of dislocations in SiC substrates has been the key to constrain the performance of SiC devices. Penetrating dislocations and microtubules in the substrate are transferred to the epitaxial growth, increasing the leakage current of the device and reducing the blocking voltage and breakdown electric field. On the one hand, the liquid-phase growth method can significantly reduce the growth temperature, reduce the dislocations caused by thermal stress during cooling down from the high-temperature state, and effectively inhibit the generation of dislocations during the growth process. On the other hand, the liquid-phase growth process can realize the conversion between different dislocations, the Threading Screw Dislocation (TSD) or Threading Edge Dislocation (TED) is transformed into stacking fault (SF) during the growth process, changing the propagation direction, and finally discharged into the layer fault. The propagation direction is changed and finally discharged to the outside of the crystal, realizing the decrease of dislocation density in the growing crystal. Thus, high-quality SiC crystals with no microtubules and low dislocation density can be obtained to improve the performance of SiC-based devices.

2. Легко реализовать подложку большего размера. Метод PVT, из-за поперечной температуры трудно контролировать, в то же время в газовом состоянии в поперечном сечении трудно сформировать стабильное распределение температуры, чем больше диаметр, тем дольше время формования, тем сложнее Чтобы контролировать, затраты, а также затраты времени велики. Жидкофазный метод позволяет относительно просто увеличить диаметр с помощью метода освобождения плеч, что помогает быстро получать подложки большего размера.

3. Могут быть получены кристаллы P-типа. Жидкофазный метод из-за высокого давления роста, температура относительно низкая, а в условиях Al нелегко улетучиться и потеряться. Жидкофазный метод с использованием флюсового раствора с добавлением Al может быть проще для получения высокого концентрация носителей заряда кристаллов SiC P-типа. Метод PVT отличается высокой температурой, параметр P-типа легко улетучивается.

Точно так же метод жидкой фазы также сталкивается с некоторыми сложными проблемами, такими как сублимация флюса при высоких температурах, контроль концентрации примесей в растущем кристалле, намотка флюсом, образование плавающих кристаллов, остаточные ионы металлов в сорастворителе и соотношение C:Си приходится строго контролировать при 1:1, и другие трудности.