Wytwarzanie monokrystalicznych materiałów półprzewodnikowych jest techniką zaawansowaną, wymagającą spełnienia szeregu wymagań. Jakość monokryształów zależna jest przede wszystkim od warunków termicznych w strefie krystalizacji, zmiennych zarówno w funkcji współrzędnych przestrzennych jak i czasu. W artykule zaproponowano konstrukcję dwuwzbudnikowej nagrzewnicy indukcyjnej, umożliwiającej generację i kontrolę profili temperaturowych we wsadach, w szerokim zakresie. Omówiono konstrukcję modelu urządzenia oraz uzyskane charakterystyki eksploatacyjne. Wykonane prace badawcze, oprócz wykazania możliwości tej techniki grzewczej, stanowiły podstawę do prezentacji charakterystycznych cech oraz problemów przy modelowaniu urządzeń tej klasy.
EN
Processing of semiconducting materials is a very advanced and complex technique. The quality of crystals depends on several factors, especially on temperature filed within the crystallization zone. In the article, the new two inductors induction heating system was presented. The system enables for generation and precisely control of different temperature profiles within the workpieces. Some details and characteristic of the model were discussed. Tests of device were used to show basic problems of numerical modeling of such devices.
W pracy zaprezentowano wyniki eksperymentów, mających na celu określenie warunków wzrostu kryształów 4H- oraz 6H-SiC wolnych od wtrąceń politypu 15R-SiC. Kryształy SiC otrzymane w procesie krystalizacji metodą transportu fizycznego z fazy gazowej (PVT) zostały zbadane przy użyciu metod badawczych takich jak: dyfrakcja rentgenowska (XRD), dyfrakcja elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD), mikroskopia optyczna oraz trawienie chemiczne, pod kątem występowania wtrąceń politypu 15R w strukturach krystalicznych 4H- oraz 6H-SiC. Otrzymane wyniki badań zostały odniesione do parametrów wzrostu tj.: temperatury, ciśnienia, rodzaju materiału wsadowego, oraz jakości i orientacji monokrystalicznego zarodka SiC. Przeprowadzona została dyskusja na temat wpływu warunków wzrostu na powstawanie politypu 15R, z której jednoznacznie wynika, że tworzenie się wtrąceń politypowych 15R w strukturach 4H i 6H wiąże się ze znacznym spadkiem jakości strukturalnej otrzymanych kryształów. Z przeprowadzonych badań wynika, że otrzymanie jednorodnych kryształów politypu 6H i 4H bez wtrąceń 15R-SiC metodą PVT jest trudne ze względu na bardzo szeroki zakres warunków, w których polityp 15R występuje.
EN
In this paper the main problems which have to be resolved to obtain 4H- and 6H-SiC crystals free from 15R-SiC inclusions by the physical vapour transport method (PVT) are presented. The resultant SiC crystals have been investigated using various experimental methods such as X-ray diffraction (XRD), electron backscatter diffraction (EBSD), optical microscopy and KOH etching in order to check the quality of the crystal structure and the amount of the 15R-SiC inclusions. The obtained results have been analysed with reference to the following growth conditions: temperature, pressure, type of the SiC source material and the quality of the crystal seed. The investigations have showed that a serious deterioration of the structural quality is unavoidable when the 15R-SiC polytype occurs in hexagonal polytypes such as 4H- and 6H-SiC. Obtaining homogenious 4H-SiC and 6H-SiC crystals without any 15R-SiC inclusions by the PVT method is difficult due to there being a very wide range of conditions in which the 15R-SiC polytype appears.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.