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    單晶材料發展史

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    單晶材料發展史

    發布日期:2019-04-12 00:00 來源:http://www.dairect.com 點擊:

    SiC是較早發現的半導體材料之一,自1824年瑞典科學家Berzelius在人工合成金剛石的過程中觀察到SiC多晶相以來,SiC 單晶的發展經歷了一個漫長而曲折的過程。1893年,Acheson將石英砂、焦炭、少量木屑以及NaCl的混合物放在電弧爐中加熱到2700℃,終獲得了SiC鱗片狀單晶材料,這種方法主要用于制作SiC磨料,無法滿足半導體要求。直到1955年,Lely首先在實驗室用升華法成功制備出了SiC單晶,如圖2所示,他將SiC 粉料放在石墨坩堝和多孔石墨管之間, 通入惰性氣體(通常用氬氣),在壓力為1atm 條件下,加熱至約2500℃的高溫,SiC 粉料升華分解為Si, SiC2和Si2C等氣相組分,在生長體系中溫度梯度產生的驅動力下,氣相組分在溫度較低的多孔石墨管內壁上自發成核生成片狀SiC 晶體,這種方法奠定了毫米級SiC單晶生長的工藝基礎,此后,有關SiC的研究工作展開。1978年,Tairov和Tsvetkov成功的把Lely法與籽晶、溫度梯度等其它晶體生長技術研究中經??紤]的因素巧妙地結合在一起,創造出改良的SiC晶體生長技術,PVT法是目前商品化SiC晶體生長系統的主要方法。

    進入90年代之后,Cree公司占據了全球半導體SiC材料的位置,該公司專門開展SiC晶體生長和SiC晶片的商業化生產,加快了SiC材料的實用化步伐。1993年生長出直徑為50.8mm的6H-SiC晶片,近年來,Cree公司先后宣布在4inch和6inch SiC晶體生長和晶片加工技術上取得了重大突破,其中直徑為101.6mm的晶片已批量生產并商品化[11]。德國的SiCrystal 公司是歐洲的SiC供應商,可提供4inch SiC襯底片,日本新日鐵公司2009年開始提供2~4英寸SiC襯底片。我國SiC產業起步較晚,經過不懈努力,目前山東天岳已掌握了SiC晶體生長的關鍵技術,并實現了2-4英寸SiC襯底的批量生產。

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