В прошлый раз мы обсудили какой SiC весь замечательный, стабильный, широкозонный и для силовой электроники пригодный. Вот бы его пристроить в электропоезда и зарождающиеся электромобили.
В самом деле, SiC мы получать умеем, много где его уже используем, а вот в электронике пока ограниченно. Оказывается, что SiC – SiC рознь и для электроники нужны только самые безупречные чистокровные кристаллы SiC. Сделать это не так-то просто.
Если бы перед нами стояла задача вырастить кристалл кремния, мы могли бы воспользоваться высокотемпературными методами роста кристаллов. О них мы еще поговорим отдельно. Скажем только, что для кремния с его температурой плавления 1415 °C они годятся, а вот для SiC с его 2700 °C – уже нет.
По этой причине приходится изголяться и например модернизировать упомянутый нами ранее метод PVD (physical vapor deposition) до PVT (physical vapor transportation).
В PVD мы переводим «сырье» в паровую фазу, например лазером, а затем направляем испаренные «кирпичики» в сторону подложки, на которой они выстраиваются в тонкую пленку.
В PVT мы делаем в общем-то то же самое: берем дефектный (но обязательно высокочистый) SiC, нагреваем его индуктором, так чтобы начал парить, а затем при более высокой, чем в PVD температуре и пониженном давлении, направляем парящие «кирпичики» SiC в сторону затравки.
Затравкой является высокочистый, бездефектный кристалл SiC. Благодаря тому, что кристалл бездефектный, наши «кирпичики» пристраиваются к нему постепенно слой за слоем. И ровно в тех местах, где им и положено быть. Таким образом из маленького высококачественного монокристалла мы получаем большой.
Звучит на первый взгляд странно: разбираем один кристалл, чтобы из его составных частей вырастить такой же новый, но лучше. Это как разобрать на даче старую хибарку, а стройматериал пустить на новый стройный терем. Нудно, сложно, но на сегодня это, пожалуй, самый действенный способ.