大尺寸碳化硅晶体生长热-质输运过程建模及数值仿真

摘要：

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.

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

所属期刊栏目：52

分类号：O782;TQ163(晶体生长)

在线出版日期：2023-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：550-561