什么是碳化硅晶体生长

碳化硅晶体生长的原理解析

晶体生长的原理

碳化硅晶体生长是在严苛受控的高温环境下，借助特定物理或化学方法，让碳（C）和硅（Si）原子按特定晶型有序排列，最终形成大型、高质量且低缺陷的单晶碳化硅晶锭的复杂过程。

4H-SiC的晶体结构

4H-SiC是六方晶系碳化硅的一种多型体，其晶体结构由硅碳双原子层沿c轴方向以独特的四层周期序列ABCB堆叠而成。区别于2H-SiC、3C-SiC和6H-SiC等的电子能带结构，具有更宽的禁带宽度、更高的电子迁移率和临界击穿场强等优异特性，能在恶劣环境下稳定工作，是制造高温、高频及大功率半导体器件的理想材料。

碳化硅晶体生长的影响因素

碳化硅晶体生长的主要方法

物理气相传输法（PVT）是碳化硅单晶生长的主要方法，该方法设备相对简单、成本较低，工艺成熟、生产可控性强，能满足大规模商业化生产需求。其原理是在密闭且充满惰性气体的石墨坩埚内，将高纯度碳化硅粉末加热到2300°C以上升华分解为气相组分，在温度梯度驱动下，气相物质向温度稍低的碳化硅籽晶传输并在其表面结晶，使晶体不断生长。

碳化硅晶体生长的核心设备

碳化硅晶体生长炉是PVT法生长碳化硅晶体的核心设备，由真空系统、加热系统、坩埚系统、温场控制系统、压力控制系统等组成。