Vi introduserer fysisk damptransport (PVT)

SiCs egne egenskaper bestemmer at enkeltkrystallveksten er vanskeligere. På grunn av fraværet av Si:C=1:1 væskefase ved atmosfærisk trykk, kan ikke den mer modne vekstprosessen tatt i bruk av hovedstrømmen av halvlederindustrien brukes til å dyrke den mer modne vekstmetoden-retttrekkmetoden, den synkende digelen metode og andre metoder for vekst. Etter teoretiske beregninger, bare når trykket er større enn 105 atm og temperaturen er høyere enn 3200 ℃, kan vi få det støkiometriske forholdet Si:C = 1:1 løsning. pvt-metoden er for tiden en av de mer vanlige metodene.

PVT-metoden har lave krav til vekstutstyr, enkel og kontrollerbar prosess, og teknologiutviklingen er relativt moden, og er allerede industrialisert. Strukturen til PVT-metoden er vist i figuren under.

Reguleringen av aksialt og radialt temperaturfelt kan realiseres ved å kontrollere den eksterne varmebevaringstilstanden til grafittdigelen. SiC-pulveret plasseres i bunnen av grafittdigelen med høyere temperatur, og SiC-frøkrystallen festes på toppen av grafittdigelen med lavere temperatur. Avstanden mellom pulveret og frøkrystallene er generelt kontrollert til å være titalls millimeter for å unngå kontakt mellom den voksende enkeltkrystallen og pulveret.

Temperaturgradienten er vanligvis i området 15-35°C/cm intervall. Inert gass ved et trykk på 50-5000 Pa holdes tilbake i ovnen for å øke konveksjonen. SiC-pulveret varmes opp til 2000-2500 °C ved forskjellige oppvarmingsmetoder (induksjonsoppvarming og motstandsoppvarming, det tilsvarende utstyret er induksjonsovn og motstandsovn), og råpulveret sublimeres og dekomponeres til gassfasekomponenter som Si, Si2C , SiC2, etc., som transporteres til frøkrystallenden med gasskonveksjon, og SiC-krystaller krystalliseres på frøkrystallene for å oppnå enkeltkrystallvekst. Dens typiske veksthastighet er 0,1-2 mm/t.

For tiden er PVT-metoden utviklet og modnet, og kan realisere masseproduksjonen av hundretusenvis av stykker per år, og prosessstørrelsen er realisert 6 tommer, og utvikler seg nå til 8 tommer, og det er også relaterte selskaper som bruker realiseringen av 8-tommers substrat chip prøver. Imidlertid har PVT-metoden fortsatt følgende problemer:

• SiC-substratprepareringsteknologi i stor størrelse er fortsatt umoden. Fordi PVT-metoden bare kan være i den langsgående lange tykke, er det vanskelig å realisere den tverrgående ekspansjonen. For å oppnå en større diameter må SiC-wafere ofte investere enorme mengder penger og krefter, og med den nåværende SiC-waferstørrelsen fortsetter å utvide seg, vil denne vanskeligheten bare øke gradvis. (Samme som utviklingen av Si).
• Det nåværende nivået av defekter på SiC-substrater dyrket med PVT-metoden er fortsatt høyt. Dislokasjoner reduserer blokkeringsspenningen og øker lekkasjestrømmen til SiC-enheter, noe som påvirker bruken av SiC-enheter.
• P-type substrater er vanskelige å forberede med PVT. For tiden er SiC-enheter hovedsakelig unipolare enheter. Fremtidige høyspente bipolare enheter vil kreve p-type substrater. Bruken av p-type substrat kan realisere veksten av N-type epitaksial, sammenlignet med veksten av P-type epitaksial på N-type substrat har en høyere bærermobilitet, noe som kan forbedre ytelsen til SiC-enheter ytterligere.