מטיל SiC בגודל 2 אינץ' Dia50.8mmx10mmt 4H-N חד-גביש

טכנולוגיית גידול קריסטל SiC

המאפיינים של SiC מקשים על גידול גבישים בודדים. זה נובע בעיקר מהעובדה שאין שלב נוזלי עם יחס סטוכיומטרי של Si : C = 1 : 1 בלחץ אטמוספרי, ולא ניתן לגדל SiC בשיטות הגידול הבוגרות יותר, כמו שיטת הציור הישיר ו שיטת כור ההיתוך הנופל, שהם עמודי התווך של תעשיית המוליכים למחצה. תיאורטית, פתרון עם יחס סטוכיומטרי של Si:C = 1:1 ניתן להשיג רק כאשר הלחץ גדול מ-10E5atm והטמפרטורה גבוהה מ-3200℃. נכון לעכשיו, השיטות המיינסטרים כוללות את שיטת PVT, שיטת השלב הנוזלי ושיטת השקיעה הכימית בטמפרטורה גבוהה.

פרוסות ה-SiC והגבישים שאנו מספקים גדלים בעיקר על ידי הובלת אדים פיזית (PVT), ולהלן מבוא קצר ל-PVT:

שיטת הובלת אדים פיזית (PVT) מקורה בטכניקת הסובלימציה בשלבי גז שהומצאה על ידי Lely בשנת 1955, שבה אבקת SiC מונחת בשפופרת גרפיט ומחוממת לטמפרטורה גבוהה כדי לגרום לאבקת ה-SiC להתפרק ולהתפרק, ולאחר מכן את הגרפיט. הצינור מתקרר, ורכיבי שלב הגז המפורקים של אבקת ה- SiC מופקדים ומתגבשים כגבישי SiC באזור שמסביב לצינור הגרפיט. למרות שקשה להשיג בשיטה זו גבישי SiC בודדים בגודל גדול ותהליך התצהיר בתוך צינור הגרפיט קשה לשליטה, היא מספקת רעיונות לחוקרים הבאים.

י.מ. טיירוב ואח'. ברוסיה הציג את הרעיון של גביש זרע על בסיס זה, אשר פתר את הבעיה של צורת גביש בלתי נשלטת ומיקום הגרעין של גבישי SiC. חוקרים שלאחר מכן המשיכו לשפר ולבסוף פיתחו את שיטת העברת האדים הפיזיים (PVT) המשמשת כיום תעשייתית.

כשיטת הצמיחה של גבישי SiC המוקדמת ביותר, PVT היא כיום שיטת הגידול המרכזית ביותר עבור גבישי SiC. בהשוואה לשיטות אחרות, לשיטה זו דרישות נמוכות לציוד גידול, תהליך גידול פשוט, יכולת שליטה חזקה, פיתוח ומחקר יסודיים, והיא כבר תועשת.