Napolitană cu substrat SiC HPSI de 6 inch, napolitană SiC semi-izolantă din carbură de siliciu

Metodele actuale de creștere a monocristalelor de SiC includ în principal următoarele trei: metoda în fază lichidă, metoda depunerii chimice în fază de vapori la temperatură înaltă și metoda transportului fizic în fază de vapori (PVT). Printre acestea, metoda PVT este cea mai cercetată și matură tehnologie pentru creșterea monocristalelor de SiC, iar dificultățile sale tehnice sunt:

(1) Monocristalul de SiC la o temperatură ridicată de 2300 °C peste camera închisă de grafit pentru a finaliza procesul de recristalizare prin conversie „solid - gaz - solid”, ciclul de creștere este lung, dificil de controlat și predispus la microtubuli, incluziuni și alte defecte.

(2) Monocristalul de carbură de siliciu, care include peste 200 de tipuri diferite de cristale, însă produce în general un singur tip de cristal, transformând ușor tipul de cristal în procesul de creștere, rezultând defecte de incluziune multi-tip. Stabilitatea procesului de preparare a unui singur tip specific de cristal este dificil de controlat, de exemplu, curentul principal este tipul 4H.

(3) Câmpul termic de creștere a monocristalului de carbură de siliciu prezintă un gradient de temperatură, rezultând în procesul de creștere a cristalului o tensiune internă nativă și dislocațiile, defectele și alte defecte induse.

(4) Procesul de creștere a monocristalului de carbură de siliciu trebuie să controleze strict introducerea impurităților externe, astfel încât să se obțină un cristal semiizolant de foarte înaltă puritate sau un cristal conductiv dopat direcțional. Pentru substraturile semiizolante de carbură de siliciu utilizate în dispozitivele RF, proprietățile electrice trebuie obținute prin controlul concentrației foarte scăzute de impurități și al tipurilor specifice de defecte punctuale din cristal.