Le carbure de silicium (SiC), en tant que matériau semi-conducteur à large bande interdite, joue un rôle de plus en plus important dans l'application de la science et de la technologie modernes. Le carbure de silicium présente une excellente stabilité thermique, une tolérance élevée aux champs électriques, une conductivité intentionnelle et d'autres excellentes propriétés physiques et optiques, et est largement utilisé dans les dispositifs optoélectroniques et les dispositifs solaires. En raison de la demande croissante de dispositifs électroniques plus efficaces et plus stables, la maîtrise de la technologie de croissance du carbure de silicium est devenue un point chaud.
Alors, que savez-vous du processus de croissance du SiC ?
Aujourd'hui, nous aborderons trois techniques principales pour la croissance de monocristaux de carbure de silicium : le transport physique en phase vapeur (PVT), l'épitaxie en phase liquide (LPE) et le dépôt chimique en phase vapeur à haute température (HT-CVD).
Méthode de transfert physique de vapeur (PVT)
La méthode de transfert physique de vapeur est l’un des procédés de croissance du carbure de silicium les plus couramment utilisés. La croissance du carbure de silicium monocristallin dépend principalement de la sublimation de la poudre sic et de la redéposition sur le germe cristallin dans des conditions de température élevée. Dans un creuset en graphite fermé, la poudre de carbure de silicium est chauffée à haute température, grâce au contrôle du gradient de température, la vapeur de carbure de silicium se condense à la surface du cristal germe et fait croître progressivement un monocristal de grande taille.
La grande majorité du SiC monocristallin que nous proposons actuellement est fabriqué selon cette méthode de croissance. C'est également la méthode dominante dans l'industrie.
Épitaxie en phase liquide (LPE)
Les cristaux de carbure de silicium sont préparés par épitaxie en phase liquide via un processus de croissance cristalline à l'interface solide-liquide. Dans ce procédé, la poudre de carbure de silicium est dissoute dans une solution de silicium-carbone à haute température, puis la température est abaissée de sorte que le carbure de silicium précipite de la solution et se développe sur les germes cristallins. Le principal avantage de la méthode LPE est la possibilité d’obtenir des cristaux de haute qualité à une température de croissance plus basse, le coût est relativement faible et elle convient à une production à grande échelle.
Dépôt chimique en phase vapeur à haute température (HT-CVD)
En introduisant le gaz contenant du silicium et du carbone dans la chambre de réaction à haute température, la couche monocristalline de carbure de silicium est déposée directement sur la surface du cristal germe par réaction chimique. L'avantage de cette méthode est que le débit et les conditions de réaction du gaz peuvent être contrôlés avec précision, de manière à obtenir un cristal de carbure de silicium d'une grande pureté et peu de défauts. Le procédé HT-CVD peut produire des cristaux de carbure de silicium dotés d'excellentes propriétés, ce qui est particulièrement précieux pour les applications où des matériaux de très haute qualité sont requis.
Le processus de croissance du carbure de silicium est la pierre angulaire de son application et de son développement. Grâce à une innovation et une optimisation technologiques continues, ces trois méthodes de croissance jouent leurs rôles respectifs pour répondre aux besoins de différentes occasions, assurant ainsi la position importante du carbure de silicium. Avec l'approfondissement de la recherche et les progrès technologiques, le processus de croissance des matériaux en carbure de silicium continuera d'être optimisé et les performances des appareils électroniques seront encore améliorées.
(censure)
Heure de publication : 23 juin 2024