2 بوصة SiC سبيكة Dia50.8mmx10mmt 4H-N أحادية البلورة

تكنولوجيا نمو كريستال SiC

خصائص SiC تجعل من الصعب زراعة بلورات مفردة. ويرجع ذلك أساسًا إلى حقيقة أنه لا يوجد طور سائل مع نسبة متكافئة من Si: C = 1: 1 عند الضغط الجوي، وليس من الممكن زراعة SiC بطرق النمو الأكثر نضجًا، مثل طريقة السحب المباشر و طريقة البوتقة المتساقطة، وهي الدعائم الأساسية لصناعة أشباه الموصلات. من الناحية النظرية، لا يمكن الحصول على محلول بنسبة متكافئة Si: C = 1: 1 إلا عندما يكون الضغط أكبر من 10E5atm ودرجة الحرارة أعلى من 3200 درجة مئوية. حاليًا، تشمل الطرق السائدة طريقة PVT، وطريقة الطور السائل، وطريقة الترسيب الكيميائي في طور البخار بدرجة حرارة عالية.

يتم إنتاج رقائق وبلورات SiC التي نقدمها بشكل أساسي عن طريق نقل البخار الفيزيائي (PVT)، وفيما يلي مقدمة مختصرة عن PVT:

نشأت طريقة نقل البخار الفيزيائي (PVT) من تقنية التسامي بالطور الغازي التي اخترعها ليلي في عام 1955، حيث يتم وضع مسحوق SiC في أنبوب جرافيت ويتم تسخينه إلى درجة حرارة عالية لجعل مسحوق SiC يتحلل ويتسامى، ومن ثم الجرافيت يتم تبريد الأنبوب، ويتم ترسيب مكونات الطور الغازي المتحللة لمسحوق SiC وتبلورها على شكل بلورات SiC في المنطقة المحيطة بأنبوب الجرافيت. على الرغم من صعوبة الحصول على بلورات مفردة كبيرة الحجم من SiC وصعوبة التحكم في عملية الترسيب داخل أنبوب الجرافيت، إلا أنها توفر أفكارًا للباحثين اللاحقين.

واي إم تايروف وآخرون. في روسيا، قدم مفهوم كريستال البذور على هذا الأساس، والذي حل مشكلة الشكل البلوري الذي لا يمكن التحكم فيه وموضع النواة لبلورات SiC. واصل الباحثون اللاحقون تحسين وتطوير طريقة نقل البخار الفيزيائي (PVT) المستخدمة صناعيًا اليوم.

باعتبارها أقدم طريقة لنمو بلورات SiC، تعد PVT حاليًا طريقة النمو الأكثر شيوعًا لبلورات SiC. بالمقارنة مع الطرق الأخرى، فإن هذه الطريقة لديها متطلبات منخفضة لمعدات النمو، وعملية نمو بسيطة، وإمكانية تحكم قوية، وتطوير شامل وأبحاث، وقد تم تصنيعها بالفعل.