4H-SiC晶体生长中坩埚性质的影响研究

宣玲玲1, 许彬杰2, 卢圣瓯2, 皮孝东1, 杨德仁1, 韩学峰1
11.浙江大学材料科学与工程学院,硅及先进半导体材料全国重点实验室,杭州 310027;2.浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院,杭州 311215
22.浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院,杭州 311215
发布日期 2024

SiC半导体材料的禁带宽度、热导率、电场击穿强度、饱和电子漂移率等物理特性远优于Si,这使得它更适合于制造高功率电力电子器件,SiC器件的性能与SiC衬底的质量密切相关。SiC晶体生长过程存在许多亟需解决的技术难题,如坩埚的多孔性导致晶体生长过程中少量气体溢出坩埚外,造成原料浪费及气体物质与坩埚反应腐蚀坩埚,甚至破坏晶体生长的稳定性。因此,我们采用有限元软件COMSOL对物理气相传输法(PVT)生长SiC晶体的物理过程进行模拟分析, 初步建立了计算SiC晶体生长过程的热场—流场—组分输运耦合模型,研究了坩埚多孔性和坩埚壁腐蚀效应对温度场、Si, SiC2, Si2C等气体分布以及晶体生长面Si/C比的影响。