SIC单晶生长方法

碳化硅单晶生长方法

目前SiC晶体的生长方法主要有物理气相传输法(PVT法)、高温化学气相沉积法(HTCVD法)、液相法等。其中，PVT法是已发展较为成熟，更适用于SiC产业化批量生产的方法。

物理气相传输法

PVT法生长单晶过程中，一般是将碳化硅粉料放置在石墨坩埚底部，碳化硅籽晶放置在坩埚埚盖附近，坩埚通过射频感应加热，通过石墨毡或多孔石墨绝热，产生一定的温度梯度，在温度梯度的驱动下升华的气相组分可以在籽晶上凝结并结晶得到碳化硅单晶。

高温化学气相沉积法

高温化学气相沉积法(HTCVD)是基于化学气相沉积法(CVD)的改进方案，该方法首先由瑞典 Linköping 大学的 Kordina 等人于 1995 年提出。HTCVD生长碳化硅晶体是在密闭的反应器中，外部加热使反应室保持所需要的反应温度（2000℃~2300℃）。高温化学气相沉积是在衬底材料表面上产生的组合反应，是一种化学反应。它涉及热力学、气体输送及膜层生长等方面的问题，根据反应气体、排出气体分析和光谱分析，其过程一般分为以下几步：混合反应气体到达衬底材料表面；反应气体在高温分解并在衬底材料表面上产生化学反应生成固态晶体膜；固体生成物在衬底表面脱离移开，不断地通入应气体，晶体膜层材料不断生长。

液相法

液相法生长SiC单晶*早是由德国Hofmann DH等人于1999年提出的。液相法是选用石墨材料作为坩埚，同时将其作为碳源，在石墨坩埚中填充硅熔体。将SiC晶种放置在石墨坩埚顶部，刚好与熔体接触，控制晶种温度略低于熔体温度。利用温度梯度作为生长驱动力来实现晶体的生长。生长一般在惰性气体气氛（如Ar）中进行，生长温度在1750〜2100℃之间。为了提高晶体的生长速率，在生长过程中可以调节石墨坩埚和种子晶体的旋转方向和旋转速度。随着SiC单晶直径的扩大，特别是 6 英寸(150. 00 mm)和 8 英寸(200. 00 mm)晶体的研发，较大的径向温度梯度会引入位错等缺陷，严重情况下甚至出现开裂等问题，降低成本需要更加成熟的生长和加工技术。

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