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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.itsinmyway.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常考慮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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