Wafer de substrato SiC HPSI de 6 polegadas, wafers de carbeto de silício semi-isolantes de SiC.

Os métodos atuais de crescimento de monocristais de SiC incluem principalmente os três seguintes: método de fase líquida, método de deposição química de vapor em alta temperatura e método de transporte físico de fase vapor (PVT). Dentre eles, o método PVT é a tecnologia mais pesquisada e consolidada para o crescimento de monocristais de SiC, e suas dificuldades técnicas são:

(1) O monocristal de SiC na alta temperatura de 2300 ° C acima da câmara de grafite fechada para completar o processo de recristalização de conversão "sólido - gás - sólido", o ciclo de crescimento é longo, difícil de controlar e propenso a microtúbulos, inclusões e outros defeitos.

(2) O monocristal de carbeto de silício inclui mais de 200 tipos de cristais diferentes, mas a produção geralmente é de apenas um tipo de cristal, facilitando a transformação do tipo de cristal no processo de crescimento, resultando em defeitos de inclusão de múltiplos tipos. O processo de preparação de um único tipo de cristal específico é difícil de controlar a estabilidade do processo, por exemplo, o tipo 4H atualmente predominante.

(3) No campo térmico de crescimento de monocristais de carbeto de silício, existe um gradiente de temperatura, resultando em uma tensão interna nativa e consequentes deslocamentos, falhas e outros defeitos induzidos durante o processo de crescimento do cristal.

(4) O processo de crescimento de monocristais de carbeto de silício requer um controle rigoroso da introdução de impurezas externas, de modo a obter um cristal semi-isolante de altíssima pureza ou um cristal condutor dopado direcionalmente. Para os substratos de carbeto de silício semi-isolantes utilizados em dispositivos de RF, as propriedades elétricas precisam ser alcançadas controlando-se a baixíssima concentração de impurezas e tipos específicos de defeitos pontuais no cristal.