భౌతిక ఆవిరి రవాణా (PVT) పరిచయం

SiC యొక్క స్వంత లక్షణాలు దాని సింగిల్ క్రిస్టల్ పెరుగుదల మరింత కష్టతరమైనదని నిర్ణయిస్తాయి. వాతావరణ పీడనం వద్ద Si:C=1:1 ద్రవ దశ లేకపోవడం వలన, సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ యొక్క ప్రధాన స్రవంతి ద్వారా మరింత పరిణతి చెందిన వృద్ధి ప్రక్రియను మరింత పరిణతి చెందిన వృద్ధి పద్ధతి-స్ట్రెయిట్ పుల్లింగ్ పద్ధతి, అవరోహణ క్రూసిబుల్‌ని పెంచడానికి ఉపయోగించలేరు. పద్ధతి మరియు పెరుగుదలకు ఇతర పద్ధతులు. సైద్ధాంతిక గణనల తర్వాత, పీడనం 105 atm కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు మరియు ఉష్ణోగ్రత 3200 ℃ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు మాత్రమే, మేము Si:C = 1:1 ద్రావణం యొక్క స్టోయికియోమెట్రిక్ నిష్పత్తిని పొందవచ్చు. pvt పద్ధతి ప్రస్తుతం ప్రధాన స్రవంతి పద్ధతుల్లో ఒకటి.

PVT పద్ధతిలో వృద్ధి పరికరాలు, సరళమైన మరియు నియంత్రించదగిన ప్రక్రియ కోసం తక్కువ అవసరాలు ఉన్నాయి మరియు సాంకేతికత అభివృద్ధి సాపేక్షంగా పరిణతి చెందింది మరియు ఇప్పటికే పారిశ్రామికీకరించబడింది. PVT పద్ధతి యొక్క నిర్మాణం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది.

గ్రాఫైట్ క్రూసిబుల్ యొక్క బాహ్య ఉష్ణ సంరక్షణ స్థితిని నియంత్రించడం ద్వారా అక్షసంబంధ మరియు రేడియల్ ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రం యొక్క నియంత్రణను గ్రహించవచ్చు. SiC పౌడర్ అధిక ఉష్ణోగ్రతతో గ్రాఫైట్ క్రూసిబుల్ దిగువన ఉంచబడుతుంది మరియు SiC సీడ్ క్రిస్టల్ తక్కువ ఉష్ణోగ్రతతో గ్రాఫైట్ క్రూసిబుల్ పైభాగంలో స్థిరంగా ఉంటుంది. పెరుగుతున్న సింగిల్ క్రిస్టల్ మరియు పౌడర్ మధ్య సంబంధాన్ని నివారించడానికి పొడి మరియు విత్తన స్ఫటికాల మధ్య దూరం సాధారణంగా పదుల మిల్లీమీటర్లుగా నియంత్రించబడుతుంది.

ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత సాధారణంగా 15-35°C/cm విరామం పరిధిలో ఉంటుంది. ఉష్ణప్రసరణను పెంచడానికి 50-5000 Pa పీడనం వద్ద జడ వాయువు కొలిమిలో ఉంచబడుతుంది. SiC పౌడర్ వివిధ తాపన పద్ధతుల ద్వారా 2000-2500 ° C వరకు వేడి చేయబడుతుంది (ఇండక్షన్ హీటింగ్ మరియు రెసిస్టెన్స్ హీటింగ్, సంబంధిత పరికరాలు ఇండక్షన్ ఫర్నేస్ మరియు రెసిస్టెన్స్ ఫర్నేస్), మరియు ముడి పొడి Si, Si2C వంటి గ్యాస్-ఫేజ్ భాగాలుగా సబ్‌లిమేట్ అవుతుంది మరియు కుళ్ళిపోతుంది. , SiC2, మొదలైనవి, గ్యాస్ ఉష్ణప్రసరణతో సీడ్ క్రిస్టల్ ఎండ్‌కు రవాణా చేయబడతాయి మరియు SiC స్ఫటికాలు ఒకే స్ఫటిక పెరుగుదలను సాధించడానికి విత్తన స్ఫటికాలపై స్ఫటికీకరించబడతాయి. దీని సాధారణ వృద్ధి రేటు 0.1-2mm/h.

ప్రస్తుతం, PVT పద్ధతి అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు పరిపక్వం చెందింది మరియు సంవత్సరానికి వందల వేల ముక్కల భారీ ఉత్పత్తిని గ్రహించగలదు, మరియు దాని ప్రాసెసింగ్ పరిమాణం 6 అంగుళాలు గ్రహించబడింది మరియు ఇప్పుడు 8 అంగుళాల వరకు అభివృద్ధి చెందుతోంది మరియు వాటికి సంబంధించినవి కూడా ఉన్నాయి. 8-అంగుళాల సబ్‌స్ట్రేట్ చిప్ నమూనాల రియలైజేషన్‌ని ఉపయోగించే కంపెనీలు. అయినప్పటికీ, PVT పద్ధతి ఇప్పటికీ క్రింది సమస్యలను కలిగి ఉంది:

• పెద్ద సైజు SiC సబ్‌స్ట్రేట్ తయారీ సాంకేతికత ఇప్పటికీ అపరిపక్వంగా ఉంది. PVT పద్ధతి రేఖాంశ పొడవైన మందంతో మాత్రమే ఉంటుంది కాబట్టి, విలోమ విస్తరణను గ్రహించడం కష్టం. పెద్ద వ్యాసం పొందడానికి SiC పొరలు తరచుగా పెద్ద మొత్తంలో డబ్బు మరియు కృషిని పెట్టుబడి పెట్టవలసి ఉంటుంది మరియు ప్రస్తుత SiC పొర పరిమాణం విస్తరిస్తూనే ఉంది, ఈ కష్టం క్రమంగా పెరుగుతుంది. (Si అభివృద్ధి అదే).
• PVT పద్ధతి ద్వారా పెరిగిన SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై లోపాల ప్రస్తుత స్థాయి ఇంకా ఎక్కువగా ఉంది. డిస్‌లోకేషన్‌లు నిరోధించే వోల్టేజీని తగ్గిస్తాయి మరియు SiC పరికరాల యొక్క లీకేజ్ కరెంట్‌ను పెంచుతాయి, ఇది SiC పరికరాల అప్లికేషన్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది.
• P-రకం సబ్‌స్ట్రేట్‌లను PVT సిద్ధం చేయడం కష్టం. ప్రస్తుతం SiC పరికరాలు ప్రధానంగా యూనిపోలార్ పరికరాలు. భవిష్యత్తులో అధిక-వోల్టేజ్ బైపోలార్ పరికరాలకు p-రకం సబ్‌స్ట్రేట్‌లు అవసరం. పి-టైప్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ని ఉపయోగించడం వల్ల ఎన్-టైప్ ఎపిటాక్సియల్ వృద్ధిని గ్రహించవచ్చు, ఎన్-టైప్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై పి-టైప్ ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలతో పోలిస్తే అధిక క్యారియర్ మొబిలిటీ ఉంది, ఇది సిఐసి పరికరాల పనితీరును మరింత మెరుగుపరుస్తుంది.