Predstavujeme fyzikálny transport pár (PVT)

Vlastné vlastnosti SiC určujú, že rast monokryštálov je ťažší. Vzhľadom na neprítomnosť kvapalnej fázy Si:C=1:1 pri atmosférickom tlaku, zrelší rastový proces prijatý hlavným prúdom polovodičového priemyslu nemožno použiť na pestovanie vyspelejšej metódy rastu - priameho ťahania, klesajúceho téglika. metóda a iné metódy rastu. Po teoretických výpočtoch, iba ak je tlak vyšší ako 105 atm a teplota je vyššia ako 3200 ℃, môžeme získať stechiometrický pomer roztoku Si: C = 1: 1. pvt metóda je v súčasnosti jednou z bežnejších metód.

Metóda PVT má nízke požiadavky na rastové zariadenia, jednoduchý a kontrolovateľný proces a vývoj technológie je relatívne vyspelý a už bol industrializovaný. Štruktúra metódy PVT je znázornená na obrázku nižšie.

Regulácia axiálneho a radiálneho teplotného poľa môže byť realizovaná riadením vonkajšieho stavu tepelnej ochrany grafitového téglika. Prášok SiC je umiestnený na dne grafitového téglika s vyššou teplotou a zárodočný kryštál SiC je fixovaný na vrchu grafitového téglika s nižšou teplotou. Vzdialenosť medzi práškom a zárodočnými kryštálmi je vo všeobecnosti riadená na desiatky milimetrov, aby sa zabránilo kontaktu medzi rastúcim monokryštálom a práškom.

Teplotný gradient je zvyčajne v intervale 15-35°C/cm. Inertný plyn s tlakom 50-5000 Pa sa zadržiava v peci, aby sa zvýšila konvekcia. Prášok SiC sa zahrieva na 2000-2500 °C rôznymi spôsobmi ohrevu (indukčný ohrev a odporový ohrev, zodpovedajúcim zariadením je indukčná pec a odporová pec) a surový prášok sublimuje a rozkladá sa na zložky v plynnej fáze, ako sú Si, Si2C , SiC2 atď., ktoré sú transportované ku koncu zárodočného kryštálu konvekciou plynu a kryštály SiC kryštalizujú na zárodočných kryštáloch, aby sa dosiahol rast monokryštálov. Jeho typická rýchlosť rastu je 0,1-2 mm/h.

V súčasnosti je metóda PVT vyvinutá a dozrievaná a môže realizovať hromadnú výrobu stoviek tisíc kusov ročne a jej veľkosť spracovania bola realizovaná 6 palcov a teraz sa vyvíja na 8 palcov a sú tu aj súvisiace spoločnosti využívajúce realizáciu vzoriek 8-palcových substrátových čipov. Metóda PVT má však stále nasledujúce problémy:

• Technológia prípravy substrátu SiC veľkých rozmerov je stále nezrelá. Pretože metóda PVT môže byť len v pozdĺžnej dlhej hrúbke, je ťažké realizovať priečnu expanziu. Na získanie väčších priemerov SiC doštičiek je často potrebné investovať obrovské množstvo peňazí a úsilia, a keďže súčasná veľkosť SiC doštičiek sa neustále zväčšuje, tento problém sa bude len postupne zvyšovať. (Rovnaké ako vývoj Si).
• Súčasná úroveň defektov na SiC substrátoch pestovaných metódou PVT je stále vysoká. Dislokácie znižujú blokovacie napätie a zvyšujú zvodový prúd SiC zariadení, čo ovplyvňuje aplikáciu SiC zariadení.
• Substráty typu P sa ťažko pripravujú pomocou PVT. V súčasnosti sú SiC zariadenia hlavne unipolárne zariadenia. Budúce vysokonapäťové bipolárne zariadenia budú vyžadovať substráty typu p. Použitie substrátu typu p môže realizovať rast epitaxného typu N, v porovnaní s rastom epitaxného typu P na substráte typu N má vyššiu mobilitu nosiča, čo môže ďalej zlepšiť výkon zariadení SiC.