Lingot de SiC de 2 pouces, diamètre 50,8 mm x épaisseur 10 mm, monocristal 4H-N

Technologie de croissance des cristaux de SiC

Les caractéristiques du SiC rendent la croissance de monocristaux difficile. Ceci est principalement dû à l'absence de phase liquide présentant un rapport stœchiométrique Si:C = 1:1 à pression atmosphérique. De ce fait, la croissance du SiC par les méthodes de croissance les plus courantes, telles que l'étirage direct et la méthode du creuset tombant, piliers de l'industrie des semi-conducteurs, est impossible. Théoriquement, une solution avec un rapport stœchiométrique Si:C = 1:1 ne peut être obtenue que sous une pression supérieure à 10⁵ atm et à une température supérieure à 3200 °C. Actuellement, les méthodes les plus répandues sont la méthode PVT, la méthode en phase liquide et le dépôt chimique en phase vapeur à haute température.

Les plaquettes et cristaux de SiC que nous fournissons sont principalement cultivés par transport physique en phase vapeur (PVT), et voici une brève introduction au PVT :

La méthode de transport physique en phase vapeur (PVT) trouve son origine dans la technique de sublimation en phase gazeuse inventée par Lely en 1955. Dans ce procédé, de la poudre de SiC est placée dans un tube de graphite et chauffée à haute température pour provoquer sa décomposition et sa sublimation. Le tube est ensuite refroidi, et les composants gazeux issus de la décomposition de la poudre de SiC se déposent et cristallisent sous forme de cristaux de SiC à proximité des parois du tube. Bien que cette méthode présente des difficultés pour l'obtention de monocristaux de SiC de grande taille et que le processus de dépôt à l'intérieur du tube de graphite soit difficile à contrôler, elle a néanmoins inspiré les recherches ultérieures.

En Russie, YM Tairov et al. ont introduit le concept de germe cristallin, résolvant ainsi le problème de la forme cristalline et du point de nucléation incontrôlables des cristaux de SiC. Des chercheurs ultérieurs ont poursuivi le perfectionnement de cette méthode et ont finalement mis au point le procédé de transfert physique en phase vapeur (PVT), aujourd'hui utilisé industriellement.

La méthode PVT, première méthode de croissance de cristaux de SiC, est actuellement la plus répandue. Comparée aux autres méthodes, elle présente l'avantage d'être peu exigeante en termes d'équipement, simple à mettre en œuvre, très contrôlable, et a fait l'objet de recherches et de développements approfondis. Elle est déjà industrialisée.