炭化ケイ素 (SiC) は、ワイドバンドギャップ半導体材料の一種として、現代の科学技術の応用においてますます重要な役割を果たしています。炭化ケイ素は、優れた熱安定性、高い電界耐性、意図的な導電性、その他の優れた物理的および光学的特性を備えており、光電子デバイスやソーラーデバイスに広く使用されています。より効率的で安定した電子デバイスへの需要が高まっているため、炭化ケイ素の成長技術を習得することがホットスポットになっています。
では、SiC の成長プロセスについてどれくらい知っていますか?
今日は、炭化ケイ素単結晶を成長させるための 3 つの主要な技術、物理気相輸送 (PVT)、液相エピタキシー (LPE)、および高温化学気相成長 (HT-CVD) について説明します。
物理的蒸気移動法 (PVT)
物理的蒸気移動法は、最も一般的に使用される炭化ケイ素の成長プロセスの 1 つです。単結晶炭化ケイ素の成長は、主に高温条件下での SIC 粉末の昇華と種結晶への再堆積に依存します。密閉された黒鉛るつぼの中で、温度勾配の制御により炭化ケイ素粉末が高温に加熱され、炭化ケイ素蒸気が種結晶の表面で凝縮し、徐々に大きなサイズの単結晶が成長します。
現在当社が提供している単結晶 SiC の大部分はこの成長方法で作られています。業界では主流の方法でもあります。
液相エピタキシー (LPE)
炭化ケイ素結晶は、固液界面での結晶成長プロセスを経て液相エピタキシーによって調製されます。この方法では、高温で炭化ケイ素粉末をケイ素炭素溶液に溶解し、その後温度を下げることにより溶液から炭化ケイ素が析出し、種結晶上で成長する。 LPE 法の主な利点は、より低い成長温度で高品質の結晶を得ることができ、コストが比較的低く、大規模生産に適していることです。
高温化学蒸着 (HT-CVD)
シリコンと炭素を含むガスを高温の反応室内に導入することにより、化学反応により種結晶の表面に炭化ケイ素の単結晶層が直接堆積される。この方法の利点は、ガスの流量や反応条件を精密に制御できるため、高純度で欠陥の少ない炭化珪素結晶が得られることである。 HT-CVD プロセスでは、優れた特性を備えた炭化ケイ素結晶を生成できます。これは、非常に高品質の材料が必要とされる用途に特に価値があります。
炭化ケイ素の成長プロセスは、その応用と開発の基礎です。継続的な技術革新と最適化により、これら 3 つの成長方法がそれぞれの役割を果たし、さまざまな場面のニーズに応え、炭化ケイ素の重要な位置を確保しています。研究の深化と技術の進歩に伴い、炭化ケイ素材料の成長プロセスは最適化され続け、電子デバイスの性能はさらに向上すると考えられます。
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投稿日時: 2024 年 6 月 23 日