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半導體碳化硅單晶高溫化學氣相沉積法

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半導體碳化硅單晶高溫化學氣相沉積法

發布日期:2020-04-04 00:00 來源:http://www.bigfreeblogs.com 點擊:

通常半導體單晶材料的晶錠生長是采用元素半導體或化合物半導體熔融液中的直拉單晶法或籽晶凝固法。然而由于熱動力學原因,固態SiC只有在壓強超過1×105atm、溫度超過3200℃時才會熔化。目前,晶體生長實驗室及工廠所擁有的技術手段還無法達到這樣的要求。迄今為止,物理氣相傳輸法(PVT)是生長大尺寸、高質量SiC單晶的方法,也稱為改良的Lely法或籽晶升華法,這種方法占據了SiC圓晶供應量的90%以上。此外,高溫化學氣相沉積法(HTCVD)也可以用來制備SiC單晶。

HTCVD法制備SiC晶體一般利用感應射頻或石墨托盤電阻加熱使反應室保持所需要的反應溫度,反應氣體SiH4和C2H4由H2或He載帶通入反應器中,在高溫下發生分解生成SiC并附著在襯底材料表面,SiC晶體沿著材料表面不斷生長,反應中產生的殘余氣體由反應器上的排氣孔排除。通過控制反應器容積的大小、反應溫度、壓力和氣體的組分等,得到工藝條件。

該方法已經被用于在晶體生長工藝中獲得高質量外延材料,瑞典的Okmetic公司于20世紀90年代開始研究此技術,并且在歐洲申請了該技術的專利。這種方法可以生長高純度、大尺寸的SiC晶體,并有效的減少晶體中的缺陷。但如何阻止SiC在生長系統中的沉積也是該方法所面臨的主要問題。


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