Projekt

Die Kristallzüchtung von Siliziumkarbid (SiC) Einkristallen für kommerzielle Anwendungen erfolgt heute ausschließlich aus der Gasphase nach dem sogenannten PVT (physical vapor phase) Verfahren. Dabei wird SiC Pulver in einem geschlossenen Graphittiegel bei hohen Temperaturen (T>2000°C) sublimiert, das an einer etwas kälteren Stelle der Wachstumszelle an einem vorgegebenem SiC Keim rekristallisiert. Ein wesentliches Problem der beschriebenen Züchtungsmethode ist der mangelnde Zugriff auf die Prozesse im Tiegelinneren. Eingestellt werden können derzeit nur das Temperaturfeld und der Inertgasdruck. Bei Letzterem wird ausgenutzt, dass das Graphittiegelmaterial stets eine, wenn auch sehr kleine Porosität (typ. 1%...0.1%) aufweist. Für die für das Kristallwachstum so wichtige Gasphasenkomposition (Verhältnis von Kohlenstoff zu Silizium C/Si, konstanter Partialdruck von Dotierstoffen, etc.) besteht praktisch keine Regelungsmöglichkeit; sie ist durch die eingestellten Temperaturverhältnisse und die damit verbundenen Partialgasdrücke festgelegt. Der Ansatz dieses Projektes besteht in der Modifizierung des PVT Verfahrens (PVT -> M-PVT) durch den Einbau einer Gasleitung, die direkt in den Züchtungstiegel führt. Durch das Einbringen von zusätzlichen Gasen soll die Zusammensetzung der durch den Sublimationsvorgang des SiC Quellenmaterials bestimmten Gasphase „modifiziert“ werden. Zum einen soll das C/Si Verhältnis im Züchtungstiegel verändert werden um dadurch Einfluss auf das Wachstum eines bestimmten SiC Polytyps (4H-SiC, 6H-SiC und 15R-SiC) zu nehmen. Zum anderen soll durch das definierte Einbringen von Dotierstoffgasen insbesondere die Homogenität der p-Dotierung mit Aluminium verbessert werden.