Метад PVT, поўная назва якога — фізічная транспарціроўка з парай, з'яўляецца распаўсюджаным метадам вырошчвання карбіду крэмнію (Карбід крэмнію)крышталі пад высокай тэмпературай і высокім ціскам. Яго асноўны прынцып заключаецца ў награванні парашка карбіду крэмнію да сублімацыі пры тэмпературы вышэй за 2300℃ і ў асяроддзі нізкага ціску, блізкім да вакууму, утвараючы рэакцыйны газ, які змяшчае газападобныя кампаненты, такія як Si, Si2C і SiC2. З-за рознага парцыяльнага ціску газафазных кампанентаў Si і C, якія ўтвараюцца ў выніку рэакцыі сублімацыі ў цвёрдай фазе, стехіаметрычнае суадносіны Si/C змяняецца ў залежнасці ад размеркавання цеплавога поля. Такім чынам, неабходна кантраляваць размеркаванне і транспарт кампанентаў газафазы, каб гарантаваць, што яны дасягнуць пэўных пазіцый крышталізацыі ў камеры росту.
Каб прадухіліць неўпарадкаваную крышталізацыю ў газавай фазе з утварэннем полікрышталічнага карбіду крэмнію, затраўныя крышталі карбіду крэмнію размяшчаюцца ў верхняй частцы камеры росту. Пад уздзеяннем перасычэння ў газавай фазе кампаненты газавай фазы будуць асядаць на паверхні затраўнога крышталя, утвараючы монакрышталі карбіду крэмнію. Увесь працэс рэакцыі адбываецца ў закрытай камеры росту, дзе ўсе параметры рэакцыйнай сістэмы ўзаемазвязаны адзін з адным. Любыя ваганні ўмоў росту паўплываюць на стабільнасць росту монакрышталяў.
Акрамя таго, розныя шчыльна ўпакаваныя структуры монакрышталяў карбіду крэмнію з пункту гледжання іх крышталічнай арыентацыі прыводзяць да розных атамных злучэнняў і метадаў сувязі, утвараючы тым самым больш за 200 крышталічных формаў ізамераў карбіду крэмнію. Бар'ер пераўтварэння энергіі паміж рознымі крышталічнымі формамі надзвычай нізкі, таму пераўтварэнне крышталічнай формы вельмі верагодна ў сістэме вырошчвання монакрышталяў PVT, што прывядзе да неўпарадкаваных мэтавых крышталічных формаў і розных дэфектаў крышталізацый. Такім чынам, неабходна выкарыстоўваць спецыяльнае кантрольна-кантрольнае абсталяванне для выяўлення крышталічнай формы і розных дэфектаў крышталічнага злітка.
Працэс атрымання карбіду крэмнію мае надзвычай высокія патрабаванні, якія ў асноўным праяўляюцца ў наступных аспектах:
- У працэсе сінтэзу парашка карбіду крэмнію прысутнічае шмат прымешак з навакольнага асяроддзя, што ўскладняе атрыманне высакаякаснага парашка. Няпоўная рэакцыя паміж парашком крэмнію і вугляродным парашком як крыніцай рэакцыі можа выклікаць дысбаланс у суадносінах Si/C. Крышталічную форму і памер часціц парашка карбіду крэмнію пасля сінтэзу цяжка кантраляваць.
- Ва ўмовах высокай тэмпературы вышэй за 2300℃ і блізкіх да вакууму карбід крэмнію перажывае працэс ператварэння «цвёрдае цела-газ-цвёрдае цела» і перакрышталізацыі ў закрытай графітавай камеры. Гэты працэс мае працяглы цыкл росту, яго цяжка кантраляваць і ён схільны да дэфектаў, такіх як мікратрубачкі і ўключэнні.
- Карбід крэмнію мае больш за 200 розных крышталічных формаў, але для вытворчасці звычайна патрабуецца толькі адна крышталічная форма. Падчас працэсу росту схільныя да трансфармацыі крышталічнай формы, што прыводзіць да дэфектаў шматтыпных уключэнняў. Падчас працэсу падрыхтоўкі цяжка стабільна кантраляваць адну канкрэтную крышталічную форму, а бар'ер пераўтварэння энергіі паміж рознымі крышталічнымі формамі надзвычай нізкі, што павялічвае складанасць кантролю. Кантроль параметраў і звязаныя з гэтым даследаванні ў гэты перыяд патрабуюць велізарных выдаткаў на даследаванні і распрацоўкі, што таксама з'яўляецца адной з прычын высокага кошту карбіду крэмнію, які адпавядае патрабаванням.
Час публікацыі: 03 ліпеня 2025 г.