人工晶体学报

作者：卢嘉铮, 张辉, 郑丽丽, 马远

单位：1.清华大学航天航空学院,北京 100084;；2.清华大学工程物理系,北京 100084;；3.中电化合物半导体有限公司,宁波 315336

关键词：SiC单晶,单晶生长,热-质输运,数学模型,电阻加热,物理气相传输,

碳化硅(SiC)电子器件的性能和成本受衬底质量影响,因此生长大直径高品质SiC单晶意义重大。物理气相传输(PVT)法是一种常用的生长方法,但其主要面临热场设计与气流控制问题。本工作对电阻加热PVT法生长150 mm SiC单晶完整过程开展数值仿真研究,建立描述SiC原料热解和再结晶及其多孔结构演变、热-质输运、晶体形貌变化的数理模型,用数值模拟手段研究晶体生长、原料演变与热场变化等过程间的耦合关系。结果显示:原料区侧面高温导致气流不均匀,晶面呈“W”形,原料区底部高温得到均匀气流和微凸晶面;长晶界面通过径向温度变化调节气相组分平衡压力,使晶面生长成等温线形状;晶体生长速率与原料温度、剩余原料量呈正相关。模拟结果与已报道实验结果吻合,对优化生长SiC单晶有指导意义。

来源：2023年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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