رقاقة ركيزة HPSI SiC مقاس 6 بوصات، رقائق SiC شبه عازلة من كربيد السيليكون

تشمل طرق نمو بلورات كربيد السيليكون الأحادية الحالية بشكل رئيسي الطرق الثلاث التالية: طريقة الطور السائل، وطريقة الترسيب الكيميائي للبخار في درجات حرارة عالية، وطريقة النقل الفيزيائي للبخار (PVT). من بينها، تُعد طريقة النقل الفيزيائي للبخار (PVT) أكثر التقنيات بحثًا ونضجًا لنمو بلورات كربيد السيليكون الأحادية، وتتمثل صعوباتها التقنية في:

(1) بلورة SiC المفردة في درجة حرارة عالية تبلغ 2300 درجة مئوية فوق غرفة الجرافيت المغلقة لاستكمال عملية إعادة التبلور "صلب - غاز - صلب"، دورة النمو طويلة، ويصعب التحكم فيها، وعرضة للأنابيب الدقيقة والشوائب والعيوب الأخرى.

(2) بلورة كربيد السيليكون المفردة، بما في ذلك أكثر من 200 نوع بلوري مختلف، ولكن إنتاج نوع بلوري واحد فقط بشكل عام، من السهل إنتاج تحول نوع البلورة في عملية النمو مما يؤدي إلى عيوب تضمينات متعددة الأنواع، عملية تحضير نوع بلوري واحد محدد من الصعب التحكم في استقرار العملية، على سبيل المثال، التيار الرئيسي الحالي لنوع 4H.

(3) يوجد في المجال الحراري لنمو بلورة كربيد السيليكون المفردة تدرج في درجة الحرارة، مما يؤدي إلى حدوث إجهاد داخلي أصلي في عملية نمو البلورة والاضطرابات والأخطاء والعيوب الأخرى الناتجة.

(4) تتطلب عملية نمو بلورة كربيد السيليكون المفردة تحكمًا صارمًا في دخول الشوائب الخارجية، وذلك للحصول على بلورة شبه عازلة عالية النقاء أو بلورة موصلة مشوبة اتجاهيًا. بالنسبة لركائز كربيد السيليكون شبه العازلة المستخدمة في أجهزة الترددات الراديوية، يجب تحقيق الخواص الكهربائية من خلال التحكم في تركيز الشوائب المنخفض جدًا وأنواع محددة من العيوب النقطية في البلورة.