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碳化硅物理气相传输法

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碳化硅物理气相传输法

发布日期:2020-03-24 00:00 来源:http://www.ddxdf.com 点击:

PVT法生长SiC单晶材料一般采用感应加热方式,在真空下或惰性气体气氛保护的石墨坩埚中,以高纯SiC粉为原料,在一定的温度和压力下,固态SiC粉在高温下发生分解升华,生成具有一定结构形态的气相组分SimCn,由于石墨坩埚反应腔轴向存在着温度梯度,气相组分SimCn从温度相对较高的生长原料区向温度相对较低的生长界面(晶体/气相界面)运动,并在SiC籽晶上沉积与结晶,如图6所示。如果这个过程持续一定时间,生长界面将稳定地向原料区推移,最终生成SiC晶体。

PVT法采用SiC籽晶控制所生长晶体的构型,克服了Lely 法自发成核生长的缺点,可得到单一构型的SiC 单晶,生长出较大尺寸的SiC 单晶;生长压力在一个大气压(1atm)以内,生长温度在2000℃-2500℃之间,远低于熔体生长所需的压力和温度。PVT法生长SiC晶体需要建立一个合适的温场,从而确保从高温到低温形成稳定的气相SiC输运流,并确保气相SiC能够在籽晶上成核生长。然而,在晶体生长过程中涉及到多个生长参数的动态控制问题,而这些工艺参数之间又是相互制约的,因此该方法生长SiC单晶的过程难于控制;此外,生长过程中SiC粉料不断碳化也会对气相组成以及生长过饱和度造成一定的影响。诸多因素使得目前只有少数几个机构掌握了PVT法生长SiC单晶的关键技术。

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