Predstavljamo fizični transport hlapov (PVT)

Lastne značilnosti SiC določajo, da je rast njegovega monokristala težja. Zaradi odsotnosti Si:C=1:1 tekoče faze pri atmosferskem tlaku, bolj zrelega procesa rasti, ki ga je sprejel glavni tok polprevodniške industrije, ni mogoče uporabiti za rast zrelejše metode rasti – metode ravnega vlečenja, padajočega lončka. metoda in druge metode za rast. Po teoretičnih izračunih lahko le, ko je tlak večji od 105 atm in temperatura višja od 3200 ℃, dobimo stehiometrično razmerje raztopine Si:C = 1:1. Metoda pvt je trenutno ena bolj razširjenih metod.

Metoda PVT ima nizke zahteve glede opreme za rast, preprost in nadzorovan proces, razvoj tehnologije pa je relativno zrel in že industrializiran. Struktura metode PVT je prikazana na spodnji sliki.

Regulacijo aksialnega in radialnega temperaturnega polja je mogoče doseči z nadzorom zunanjih pogojev ohranjanja toplote grafitnega lončka. Prah SiC je postavljen na dno grafitnega lončka z višjo temperaturo, zarodni kristal SiC pa je fiksiran na vrhu grafitnega lončka z nižjo temperaturo. Razdalja med prahom in zarodnimi kristali je na splošno nadzorovana na desetine milimetrov, da se prepreči stik med rastočim monokristalom in prahom.

Temperaturni gradient je običajno v območju 15-35 °C/cm intervala. Inertni plin pri tlaku 50-5000 Pa se zadržuje v peči za povečanje konvekcije. Prah SiC se segreje na 2000-2500 °C z različnimi metodami segrevanja (indukcijsko segrevanje in uporovno ogrevanje, ustrezna oprema je indukcijska peč in uporovna peč), surov prah pa sublimira in razgradi v plinaste komponente, kot sta Si, Si2C , SiC2 itd., ki se s plinsko konvekcijo transportirajo do konca začetnega kristala, kristali SiC pa kristalizirajo na zarodnih kristalih, da se doseže rast posameznega kristala. Njegova tipična hitrost rasti je 0,1-2 mm/h.

Trenutno je bila metoda PVT razvita in dozorela ter lahko realizira masovno proizvodnjo več sto tisoč kosov na leto, njena velikost obdelave pa je bila realizirana 6 palcev in se zdaj razvija na 8 palcev, obstajajo pa tudi povezani podjetja, ki uporabljajo realizacijo 8-palčnih vzorcev substrata čipov. Vendar ima metoda PVT še vedno naslednje težave:

• Tehnologija priprave substrata SiC velike velikosti je še vedno nezrela. Ker je metoda PVT lahko samo v vzdolžni dolgi debelini, je težko uresničiti prečno ekspanzijo. Za pridobitev SiC rezin z večjim premerom je pogosto treba vložiti ogromne količine denarja in truda, in s trenutno velikostjo SiC rezin, ki se še naprej širi, se bo ta težava le postopoma povečevala. (Enako kot razvoj Si).
• Trenutna stopnja napak na substratih SiC, vzgojenih po metodi PVT, je še vedno visoka. Dislokacije zmanjšajo blokirno napetost in povečajo tok uhajanja SiC naprav, kar vpliva na uporabo SiC naprav.
• Substrate tipa P je težko pripraviti s PVT. Trenutno so naprave SiC večinoma unipolarne naprave. Prihodnje visokonapetostne bipolarne naprave bodo zahtevale substrate p-tipa. Uporaba substrata tipa p lahko uresniči rast epitaksijala tipa N, v primerjavi z rastjo epitaksijala tipa P na substratu tipa N ima večjo mobilnost nosilca, kar lahko dodatno izboljša delovanje naprav SiC.