Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der PVT-Technologie zur Herstellung von SiC-Einkristallen entwickelt sich auch die gesamte Industriekette für SiC-Einkristalle ständig weiter. „Hoch-Materialien und zwei-Beschichtungen“ werden die SiC-Einkristall-Produktionskette kontinuierlich mit hoch-reinen Rohmaterialien und Verbrauchsmaterialien versorgen.
Hoch-reines SiC-Pulver:Laut Statistik liegt die Reinheit (Massenanteil, siehe unten) des für die Kristallzüchtung von Siliziumkarbid verwendeten SiC-Pulvers zwischen 99,95 % und 99,9999 %. Derzeit ist die verbesserte selbst-ausbreitende Hochtemperatur-Synthesemethode die repräsentativste unter den Synthesemethoden für hoch{5}reines SiC-Pulver. Diese Methode ist einfach, effizient und wird häufig zur Herstellung von SiC-Pulver verwendet, typischerweise zur Synthese von hochreinem SiC-Pulver.
Hoch-reines Kohlenstoffpulver:Die Reinheit von Kohlenstoffpulver wirkt sich direkt auf die Reinheit von SiC-Pulver aus. Derzeit beherrschen Unternehmen wie SGL Carbon (Deutschland) und Mersen (USA) die Reinigungsverfahren für hochreines Kohlenstoffpulver, während Dingli Technology in China das Reinigungsverfahren für 6N-Kohlenstoffpulver beherrscht.
Hoch-reiner Graphit:Hochreine Graphitprodukte werden häufig in Halbleiter-Einkristall-Züchtungsanlagen der dritten-Generation verwendet, hauptsächlich für Graphittiegel und Heizgeräte in SiC-Einkristall-Züchtungsöfen. Sie werden auch häufig beim epitaktischen Wachstum von GaN auf Graphitsubstraten und hoch-temperaturablations-beständigen beschichteten Graphitsubstraten verwendet.
Hochreiner-harter Filz:Beim PVT-Einkristallwachstumsprozess spielt der Hartfilz aus Kohlefaser eine Rolle bei der Wärmeerhaltung, und die Reinheit des Hartfilzes ist entscheidend für das erfolgreiche Wachstum von SiC-Kristallen. Verunreinigungen im isolierenden Hartfilzmaterial sind eine der Kontaminationsquellen während des Wachstumsprozesses. Der Gehalt an wichtigen Verunreinigungselementen im Kohlefaser-Hartfilz muss unter 10⁻⁶ gehalten werden, und der Gesamtaschegehalt muss streng kontrolliert werden.
SiC-Beschichtung
SiC-Beschichtungen werden vor allem als Verbrauchsmaterial in der Halbleiterfertigung eingesetzt. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren gehören die Gleichmäßigkeit der Beschichtung, der Wärmeausdehnungskoeffizient und die Wärmeleitfähigkeit. Mit Siliziumkarbid-beschichtete Graphitscheiben gehören zu den besten Substraten, die derzeit für das epitaktische Wachstum von einkristallinem Silizium und das epitaktische Wachstum von Galliumnitrid (GaN) verfügbar sind, und sind eine Kernkomponente von Epitaxieöfen.
Tantalcarbid (TaC)-Beschichtung
TaC-beschichteter Graphit weist eine bessere chemische Korrosionsbeständigkeit auf als blanker Graphit oder SiC-beschichteter Graphit. Es kann bei Temperaturen bis zu 2600 Grad stabil verwendet werden und reagiert nicht mit vielen Metallelementen. Es ist die leistungsstärkste Beschichtung für das Wachstum von Halbleiter-Einzelkristallen der dritten-Generation und das Ätzen von Wafern. Sie verbessert die Temperatur- und Verunreinigungskontrolle während des Prozesses erheblich und erzeugt hochwertige Siliziumkarbid-Wafer und zugehörige epitaktische Wafer. Es eignet sich besonders für die Züchtung von GaN- oder AlN-Einkristallen in MOCVD-Anlagen und von SiC-Einkristallen in PVT-Anlagen, was zu einer deutlichen Verbesserung der Qualität der gezüchteten Einkristalle führt.
Hochreines SiC-Pulver als direkter Rohstoff für die Züchtung von SiC-Kristallen hat direkten Einfluss auf die Qualität von SiC-Einkristallen. Die Reinheit von hochreinem Kohlenstoffpulver bestimmt die Reinheit von SiC-Pulver. Unter den vielen Verunreinigungen ist der Stickstoffgehalt (N) am höchsten, und es bedarf weiterer Forschung, um den N-Gehalt zu reduzieren. Hoch-harter Filz und hoch{6}re Graphitprodukte sind wesentliche Bestandteile von PVT-Geräten, und ihre Verunreinigungen und ihr Aschegehalt haben einen erheblichen Einfluss auf die Kristallqualität während des Wachstums. Als Schutzbeschichtungen stehen SiC- und TaC-Beschichtungen bei der CVD-Beschichtungsvorbereitung vor Herausforderungen, wie z. B. der Erzielung einer guten, gleichmäßigen und dicken Abscheidung, die weiterer Erforschung bedürfen.