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      单晶材料发展史

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      单晶材料发展史

      发布日期:2019-04-12 00:00 来源:http://www.lutsk2019.com 点击:

      SiC是较早发现的半导体材料之一,自1824年瑞典科学家Berzelius在人工合成金刚石的过程中观察到SiC多晶相以来,SiC 单晶的发展经历了一个漫长而曲折的过程。1893年,Acheson将石英砂、焦炭、少量木屑以及NaCl的混合物放在电弧炉中加热到2700℃,终获得了SiC鳞片状单晶材料,这种方法主要用于制作SiC磨料,无法满足半导体要求。直到1955年,Lely首先在实验室用升华法成功制备出了SiC单晶,如图2所示,他将SiC 粉料放在石墨坩埚和多孔石墨管之间, 通入惰性气体(通常用氩气),在压力为1atm 条件下,加热至约2500℃的高温,SiC 粉料升华分解为Si, SiC2和Si2C等气相组分,在生长体系中温度梯度产生的驱动力下,气相组分在温度较低的多孔石墨管内壁上自发成核生成片状SiC 晶体,这种方法奠定了毫米级SiC单晶生长的工艺基础,此后,有关SiC的研究工作展开。1978年,Tairov和Tsvetkov成功的把Lely法与籽晶、温度梯度等其它晶体生长技术研究中经常考虑的因素巧妙地结合在一起,创造出改良的SiC晶体生长技术,PVT法是目前商品化SiC晶体生长系统的主要方法。

      进入90年代之后,Cree公司占据了全球半导体SiC材料的位置,该公司专门开展SiC晶体生长和SiC晶片的商业化生产,加快了SiC材料的实用化步伐。1993年生长出直径为50.8mm的6H-SiC晶片,近年来,Cree公司先后宣布在4inch和6inch SiC晶体生长和晶片加工技术上取得了重大突破,其中直径为101.6mm的晶片已批量生产并商品化[11]。德国的SiCrystal 公司是欧洲的SiC供应商,可提供4inch SiC衬底片,日本新日铁公司2009年开始提供2~4英寸SiC衬底片。我国SiC产业起步较晚,经过不懈努力,目前山东天岳已掌握了SiC晶体生长的关键技术,并实现了2-4英寸SiC衬底的批量生产。

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