6-инчова HPSI SiC подложка от силициев карбид, полу-инсултиращи SiC пластини

Съвременните методи за растеж на монокристали SiC включват главно следните три: метод в течна фаза, метод за химическо отлагане от пари при висока температура и метод за физическо транспортиране в парна фаза (PVT). Сред тях PVT методът е най-изследваната и зряла технология за растеж на монокристали SiC, а техническите му трудности са:

(1) Монокристалният SiC се обработва при висока температура от 2300°C над затворената графитна камера, за да завърши процеса на прекристализация от „твърдо вещество в газообразно състояние“. Цикълът на растеж е дълъг, труден за контролиране и е склонен към образуване на микротубули, включвания и други дефекти.

(2) Монокристалите от силициев карбид включват повече от 200 различни вида кристали, но производството им обикновено се извършва само от един вид кристали. По време на процеса на растеж е лесно да се трансформират кристалните типове, което води до многотипни включвания и дефекти. Процесът на получаване на един специфичен вид кристали е труден за контролиране на стабилността на процеса, например, в момента се използва 4H тип.

(3) В процеса на растеж на силициево-карбидни монокристали съществува термично поле, в което се наблюдава температурен градиент, в резултат на което по време на растежа на кристала се появява вътрешно напрежение и се получават дислокации, разломи и други дефекти.

(4) Процесът на растеж на монокристали от силициев карбид изисква стриктно контролиране на въвеждането на външни примеси, за да се получи полуизолиращ кристал с много висока чистота или насочено легиран проводим кристал. За полуизолиращите силициево-карбидни подложки, използвани в радиочестотни устройства, електрическите свойства трябва да се постигнат чрез контролиране на много ниската концентрация на примеси и специфичните видове точкови дефекти в кристала.