La croissance de 4H-SiC conducteur de 8 pouces (Plaquette en carbure de silicium) wafers est un procédé sophistiqué faisant appel à des techniques précises et à des équipements de pointe. Vous trouverez ci-dessous les principales étapes et les technologies clés impliquées dans la croissance de cristaux simples 4H-SiC conducteurs de 8 pouces:

1. Choisir la méthode de croissance appropriée

Les principales méthodes de culture des monocristaux 4H-SiC sont le Transport physique de vapeur (PVT) et le dépôt chimique de vapeur (CVD). Étant donné la nécessité de cristaux de grande taille et de haute qualité, la méthode PVT est plus couramment utilisée.

2. Méthode de Transport physique de vapeur (PVT)

La méthode PVT implique la sublimation et la recondensation d’un matériau à partir d’une source polycristalline pour former un seul cristal. Voici les étapes clés du processus PVT:

Préparation du matériel:

Creuset: un creuset en graphite de haute pureté est utilisé pour contenir de la poudre SiC de haute pureté (la matière première pour le carbure de silicium).

Cristal de graine: un petit morceau de monocristal 4H-SiC préexistant, connu sous le nom de cristal de graine, est placé au sommet du creuset.

Chauffage et Sublimation:

Contrôle de la température: l’ensemble du système de creuset est chauffé à une température élevée, généralement entre 2000°C et 2500°C.

Sublimation: à ces températures, la poudre SiC sublime, formant des atomes ou molécules gazeux de Si et de C.

Transport de vapeur et Recondensation:

Transport de vapeur: les gaz Si et C se déplacent vers le haut à travers le creuset en raison d’un gradient de température à l’intérieur du système.

Recondensation: près du cristal semence, les gaz Si et C se recondensent et se déposent sur la semence, formant progressivement un monocristal 4H-SiC.

Contrôle de la croissance:

Vitesse de croissance du cristal: la vitesse de croissance et la qualité du cristal sont contrôlées en ajustant le gradient de température et la pression du gaz à l’intérieur du creuset.

Contrôle du dopage: en introduisant des dopants (comme l’azote ou l’aluminium) en quantités contrôlées, le type électrique et la concentration de support du cristal SiC peuvent être réglés.

3. Traitement du cristal

Le SiC monocristal cultivé, généralement de forme cylindrique ou disque, subit un traitement ultérieur:

Tranchage: le cristal cylindrique est tranché en tranches minces de l’épaisseur désirée.

Meulage et polissage: les plaquettes tranchées subissent plusieurs rondes de meulage fin et de polissage pour assurer des surfaces lisses et propres.

Croissance épitaxiale: pour certaines applications, des couches supplémentaires de SiC sont cultivées sur les plaquettes polies pour améliorer les performances des matériaux.

4. Contrôle et Inspection de la qualité

Le contrôle de la qualité est essentiel tout au long des étapes de croissance et de traitement:

Inspection de la Structure cristalline: des Techniques comme la diffraction des rayons x (XRD) sont utilisées pour vérifier que la Structure cristalline est conforme aux caractéristiques de 4H-SiC.

Analyse des défauts: des Microscopes et d’autres outils d’inspection sont utilisés pour vérifier les défauts dans le cristal, tels que les luxations et les vides.

Essais de propriétés électriques: les propriétés électriques du cristal, y compris la conductivité, la concentration du support et la mobilité, sont mesurées.

Conclusion Conclusion

Le processus de croissance des plaquettes conductrices 4H-SiC de 8 pouces implique des processus physiques et chimiques complexes, y compris la sublimation à haute température, le transport de vapeur, la recondensation, le taux de croissance précis et le contrôle du dopage, et une inspection de qualité rigoureuse. Ces étapes nécessitent un équipement sophistiqué et des techniques hautement spécialisées pour produire des monocristaux SiC de haute qualité.