Lingote de SiC de 2 polegadas, diâmetro 50,8 mm x espessura 10 mm, monocristal 4H-N

Tecnologia de crescimento de cristais de SiC

As características do SiC dificultam o crescimento de monocristais. Isso se deve principalmente ao fato de não haver uma fase líquida com proporção estequiométrica de Si:C = 1:1 à pressão atmosférica, e à impossibilidade de crescimento de SiC por métodos mais consolidados, como o método de trefilação direta e o método de deposição em cadinho, que são os pilares da indústria de semicondutores. Teoricamente, uma solução com proporção estequiométrica de Si:C = 1:1 só pode ser obtida quando a pressão é superior a 10⁵ atm e a temperatura é superior a 3200 °C. Atualmente, os principais métodos incluem o método PVT, o método de fase líquida e o método de deposição química em fase vapor a alta temperatura.

Os wafers e cristais de SiC que fornecemos são cultivados principalmente por transporte físico de vapor (PVT), e a seguir apresentamos uma breve introdução ao PVT:

O método de transporte físico de vapor (PVT) teve origem na técnica de sublimação em fase gasosa inventada por Lely em 1955, na qual o pó de SiC é colocado em um tubo de grafite e aquecido a uma alta temperatura para que o pó de SiC se decomponha e sublime. Em seguida, o tubo de grafite é resfriado, e os componentes decompostos do pó de SiC em fase gasosa são depositados e cristalizados como cristais de SiC na área circundante do tubo de grafite. Embora esse método apresente dificuldades para a obtenção de monocristais de SiC de grandes dimensões e o processo de deposição dentro do tubo de grafite seja difícil de controlar, ele forneceu ideias para pesquisas subsequentes.

YM Tairov e outros, na Rússia, introduziram o conceito de cristal semente com base nisso, o que resolveu o problema da forma cristalina incontrolável e da posição de nucleação dos cristais de SiC. Pesquisadores subsequentes continuaram a aprimorar o método e, eventualmente, desenvolveram o método de transferência física de vapor (PVT), que é usado industrialmente hoje em dia.

Sendo o método mais antigo de crescimento de cristais de SiC, o PVT é atualmente o método mais utilizado para esse fim. Comparado a outros métodos, o PVT apresenta baixos requisitos de equipamentos, processo de crescimento simples, alto grau de controle, desenvolvimento e pesquisa exaustivos e já foi industrializado.