Tolu metotia tetele mo le tuputupu aʻe o le tioata SiC

E pei ona faʻaalia i le Ata 3, e tolu auala autū e faʻamoemoe e tuʻuina atu ai le SiC single crystal i le tulaga maualuga ma le lelei: liquid phase epitaxy (LPE), physical vapor transport (PVT), ma le high-temperature chemical vapor deposition (HTCVD). O le PVT o se faiga ua leva ona faʻavaeina mo le gaosia o le SiC single crystal, lea e faʻaaogaina lautele i kamupani gaosi oloa tetele o le wafer.

Peita’i, o faiga uma e tolu o lo’o vave ona suia ma fa’afouina. E le’i mafai lava ona iloa po’o le a le faiga o le a fa’aaogaina lautele i le lumana’i. Ae maise lava, o le maualuga o le tulaga lelei o le SiC single crystal na gaosia e ala i le tuputupu a’e o le fofo i se fua fa’atatau tele na lipotia mai i tausaga talu ai nei, o le tuputupu a’e o le SiC i le vaega vai e mana’omia ai se vevela maualalo nai lo le fa’agasologa o le sublimation po’o le deposition, ma e fa’aalia ai le lelei tele i le gaosia o P-type SiC substrates (Table 3) [33, 34].

Ata 3: Ata fa'ata'ita'i o metotia tetele e tolu o le tuputupu a'e o le tioata SiC e tasi: (a) epitaxy vaega vai; (b) felauaiga o le ausa faaletino; (c) fa'aputuga o le ausa kemikolo i le vevela maualuga

Laulau 3: Fa'atusatusaga o le LPE, PVT ma le HTCVD mo le fa'atupuina o tioata SiC ta'itasi [33, 34]

O le tuputupu aʻe o fofo o se tekinolosi masani mo le sauniaina o semiconductors faʻaputu [36]. Talu mai le 1960, ua taumafai le au suʻesuʻe e atiina ae se tioata i totonu o le fofo [37]. O le taimi lava e atiina ae ai le tekinolosi, e mafai ona pulea lelei le supersaturation o le tuputupu aʻe o le fogaeleele, lea e avea ai le metotia o fofo ma tekinolosi folafolaina mo le mauaina o ingots tioata e tasi e maualuga le tulaga lelei.

Mo le tuputupu aʻe o le fofo o le SiC single crystal, o le puna o le Si e mafua mai i le Si melt e matua mama lava ae o le graphite crucible e faʻaaogaina ni faʻamoemoega se lua: o le vevela ma le puna o le C solute. O tioata SiC e sili atu ona tuputupu aʻe i lalo o le fua faatatau stoichiometric lelei pe a latalata le fua faatatau o le C ma le Si i le 1, e faʻaalia ai se maualalo o le defect density [28]. Peitaʻi, i le mamafa o le ea, e leai se melting point o le SiC e faʻaalia ma e pala saʻo e ala i le vaporization i le vevela e sili atu i le 2,000 °C. O le SiC melts, e tusa ai ma faʻamoemoega faʻateorē, e naʻo le mafai ona fausia i lalo o le ogaoga o le vevela e vaʻaia mai le Si-C binary phase diagram (Ata 4) e ala i le temperature gradient ma le solution system. O le maualuga o le C i le Si melt e eseese mai le 1at.% i le 13at.%. O le C supersaturation e faʻamalosia ai, o le vave foi lea o le fua faatatau o le tuputupu aʻe, ae o le malosi maualalo o le C o le tuputupu aʻe o le C supersaturation lea e pulea ai le mamafa o le 109 Pa ma le vevela e sili atu i le 3,200 °C. E mafai e le supersaturation ona maua ai se fogaeleele lamolemole [22, 36-38]. I le vevela i le va o le 1,400 ma le 2,800 °C, o le solubility o le C i le Si melt e eseese mai le 1at.% i le 13at.%. O le malosiaga e tuleia ai le tuputupu aʻe o le C supersaturation lea e pulea e le gradient o le vevela ma le solution system. O le maualuga o le C supersaturation, o le vave foi lea o le fua faatatau o le tuputupu aʻe, ae o le C supersaturation maualalo e maua ai se fogaeleele lamolemole [22, 36-38].

Ata 4: Ata o le vaega fa'alua Si-C [40]

O le fa'aopoopoina o elemene u'amea fesuia'i po'o elemene e seasea ona maua e le gata ina fa'aitiitia ai le vevela o le tuputupu a'e ae foliga mai o le pau lea o le auala e fa'aleleia atili ai le solubility o le kaponi i le Si melt. O le fa'aopoopoina o u'amea o le vaega fesuia'i, e pei o le Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77-80], ma isi, po'o u'amea e seasea maua, e pei o le Ce [81], Y [82], Sc, ma isi, i le Si melt e mafai ai ona sili atu le solubility o le kaponi i le 50at.% i se tulaga e latalata i le paleni thermodynamic. E le gata i lea, o le metotia LPE e lelei mo le fa'aopoopoina o le P-type o le SiC, lea e mafai ona ausia e ala i le fa'afefiloi o le Al i totonu o le
solvent [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. Peita'i, o le tu'ufa'atasia o le Al e mafua ai le fa'ateleina o le tete'e o tioata ta'itasi o le P-type SiC [49, 56]. E ese mai i le tuputupu a'e o le N-type i lalo o le fa'aopoopoina o le nitrogen,

E masani ona fa'agasolo le tuputupu a'e o le fofo i totonu o se ea kasa e le gaoioi. E ui o le helium (He) e sili atu le taugata nai lo le argon, ae e fiafia i ai le to'atele o tagata atamamai ona o lona viscosity maualalo ma le maualuga o le thermal conductivity (8 taimi o le argon) [85]. O le fua faatatau o femalagaiga ma le aofa'i o le Cr i le 4H-SiC e tutusa i lalo o le ea He ma le Ar, ua fa'amaonia o le tuputupu a'e i lalo o le Here e mafua ai le maualuga o le fua faatatau o le tuputupu a'e nai lo le tuputupu a'e i lalo o le Ar ona o le tele o le fa'asalalauina o le vevela o le fatu [68]. E taofia e le He le fausiaina o avanoa i totonu o le tioata ua tupu ma le fa'atupuina fa'afuase'i o le nucleation i totonu o le fofo, ona mafai lea ona maua se foliga lamolemole o le fogaeleele [86].

O lenei pepa na faʻalauiloa ai le atinaʻeina, faʻaoga, ma meatotino o masini SiC, ma auala autu e tolu mo le faʻatupuina o le tioata SiC e tasi. I vaega o loʻo mulimuli mai, na toe iloiloina ai metotia o le faʻatupuina o fofo o loʻo iai nei ma faʻasologa autu e fetaui ma ai. I le iuga, na fautuaina ai se vaʻaiga e talanoaina ai luʻitau ma galuega i le lumanaʻi e faʻatatau i le tuputupu aʻe tele o tioata SiC e tasi e ala i le metotia o fofo.