Отечественная технология выращивания монокристаллического SiC – «метод ЛЭТИ»

Выращивание монокристаллов карбида кремния– достаточно сложная техническая задача. Главной проблемой является отсутствие у него жидкой фазы при реально достижимых давлениях, а также высокие температуры синтеза.

Наиболее распространенным методом синтеза является метод сублимации. Он применяется как для получения абразивного материала, так и для выращивания монокристаллов, предназначенных для полупроводниковой электроники. Метод основан на переносе материала от горячего источника к затравке, находящейся при более низкой температуре. В качестве источника используется шихта(измельченный карбидокремниевый порошок). Температуры сублимационного роста находятся в диапа-

зоне 1800–2600 °С.

Комплексные исследования массопереноса, термодинамики процессов в газовой фазе, кинетики кристаллизации и структурообразования политипов [3]–[5] при выращивании карбида кремния обеспечили более глубокое понимание особенностей его сублимационного роста и сформировали основу для нового подхода к синтезу монокристаллических слитков.

Первые результаты по выращиванию объемных монокристалловслитков SiС были опубликованы сотрудниками ЛЭТИ Ю. М. Таировым и В. Ф. Цветковым в 1976 г. на Первой европейской конференции по росту кристаллов из газовой фазы(Цюрих). Первая системная публикация по новому методу выращиванияSiC, получившему название «метод ЛЭТИ», появилась в 1978 г. [6] (рис. 5–7). В основу данного метода были положены:

–классическая схема конденсации пересыщенного пара на моно- кристалл-затравку (для управления процессом зародышеобразования);

–ограничение на начальном этапе кристаллизации скорости роста за счет реализации данной стадии в атмосфере инертного газа(для подавления спонтанного зарождения и образования поликристалла);

57

Рис. 5. Эволюция сублимационных методов получения кристаллов карбида кремния

а б

Рис. 6. Монокристаллы SiC диаметром 75 мм, выращенные «методом ЛЭТИ»: а – слитки SiC (вид сверху и сбоку); б – подложки SiC

58