Vi introducerar Physical Vapor Transport (PVT)

SiC:s egna egenskaper bestämmer att dess enkristalltillväxt är svårare. På grund av frånvaron av Si:C=1:1 vätskefas vid atmosfärstryck, kan den mer mogna tillväxtprocessen som antagits av huvudströmmen av halvledarindustrin inte användas för att odla den mer mogna tillväxtmetoden - raka dragmetoden, den fallande degeln metod och andra metoder för tillväxt. Efter teoretiska beräkningar, endast när trycket är större än 105 atm och temperaturen är högre än 3200 ℃, kan vi få det stökiometriska förhållandet av Si:C = 1:1 lösning. pvt-metoden är för närvarande en av de mer vanliga metoderna.

PVT-metoden har låga krav på odlingsutrustning, enkel och kontrollerbar process, och teknikutvecklingen är relativt mogen och har redan industrialiserats. Strukturen för PVT-metoden visas i figuren nedan.

Regleringen av axiellt och radiellt temperaturfält kan realiseras genom att kontrollera det externa värmebevarande tillståndet för grafitdegeln. SiC-pulvret placeras på botten av grafitdegeln med högre temperatur, och SiC-frökristallen fixeras på toppen av grafitdegeln med lägre temperatur. Avståndet mellan pulvret och frökristallerna kontrolleras i allmänhet till att vara tiotals millimeter för att undvika kontakt mellan den växande enkristallen och pulvret.

Temperaturgradienten ligger vanligtvis i intervallet 15-35°C/cm intervall. Inert gas vid ett tryck på 50-5000 Pa hålls kvar i ugnen för att öka konvektionen. SiC-pulvret värms upp till 2000-2500°C med olika uppvärmningsmetoder (induktionsuppvärmning och motståndsuppvärmning, motsvarande utrustning är induktionsugn och motståndsugn), och råpulvret sublimeras och sönderdelas till gasfaskomponenter som Si, Si2C SiC2, etc., som transporteras till ympkristalländen med gaskonvektion, och SiC-kristaller kristalliseras på ympkristallerna för att uppnå enkristalltillväxt. Dess typiska tillväxthastighet är 0,1-2 mm/h.

För närvarande har PVT-metoden utvecklats och mognat, och kan realisera massproduktion av hundratusentals stycken per år, och dess bearbetningsstorlek har realiserats 6 tum och utvecklas nu till 8 tum, och det finns också relaterade företag som använder förverkligandet av 8-tums substrat chip prover. PVT-metoden har dock fortfarande följande problem:

• Tekniken för beredning av SiC-substrat i stor storlek är fortfarande omogen. Eftersom PVT-metoden endast kan vara i den längsgående långtjocka, är det svårt att realisera den tvärgående expansionen. För att erhålla en större diameter SiC-skivor behöver ofta investera enorma summor pengar och ansträngning, och med den nuvarande SiC-skivans storlek fortsätter att expandera, kommer denna svårighet bara gradvis att öka. (Samma som utvecklingen av Si).
• Den nuvarande nivån av defekter på SiC-substrat som odlats med PVT-metoden är fortfarande hög. Dislokationer minskar blockeringsspänningen och ökar läckströmmen för SiC-enheter, vilket påverkar appliceringen av SiC-enheter.
• Substrat av P-typ är svåra att förbereda med PVT. För närvarande är SiC-enheter huvudsakligen unipolära enheter. Framtida högspänningsbipolära enheter kommer att kräva substrat av p-typ. Användningen av p-typ substrat kan realisera tillväxten av N-typ epitaxial, jämfört med tillväxten av P-typ epitaxial på N-typ substrat har en högre bärarmobilitet, vilket ytterligare kan förbättra prestandan hos SiC-enheter.