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单晶材料碳化硅的高温化学气相沉积制备方法

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单晶材料碳化硅的高温化学气相沉积制备方法

发布日期:2019-07-16 17:58 来源:http://www.ddxdf.com 点击:

通常半导体材料的晶锭生长是采用元素半导体或化合物半导体熔融液中的直拉单晶法或籽晶凝固法。然而由于热动力学原因,固态SiC只有在压强超过1×105atm、温度超过3200℃时才会熔化。目前,单晶材料晶体生长实验室及工厂所拥有的技术手段还无法达到这样的要求。迄今为止,物理气相传输法(PVT)是生长大尺寸、高质量SiC单晶的方法,也称为改良的Lely法或籽晶升华法,这种方法占据了SiC圆晶供应量的90%以上。此外,高温化学气相沉积法(HTCVD)也可以用来制备SiC单晶。

HTCVD法制备SiC晶体一般利用感应射频或石墨托盘电阻加热使反应室保持所需要的反应温度,反应气体SiH4和C2H4由H2或He载带通入反应器中,在高温下发生分解生成SiC并附着在衬底材料表面,SiC晶体沿着材料表面不断生长,反应中产生的残余气体由反应器上的排气孔排除。通过控制反应器容积的大小、反应温度、压力和气体的组分等,得到准确的工艺条件。

该方法已经被用于在晶体生长工艺中获得高质量外延材料,瑞典的Okmetic公司于20世纪90年代开始研究此技术,并且在欧洲申请了该技术。这种方法可以生长高纯度、大尺寸的SiC晶体,并有效的减少晶体中的缺陷。但如何阻止SiC在生长系统中的沉积也是该方法所面临的主要问题。

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