数值模拟顶部籽晶溶液生长法制备单晶碳化硅的研究进展 |
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引用本文: | 隋占仁,徐凌波,崔灿,王蓉,杨德仁,皮孝东,韩学峰.数值模拟顶部籽晶溶液生长法制备单晶碳化硅的研究进展[J].人工晶体学报,2023(6):1067-1085. |
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作者姓名: | 隋占仁 徐凌波 崔灿 王蓉 杨德仁 皮孝东 韩学峰 |
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作者单位: | 1. 浙江理工大学物理系浙江省光场调控技术重点实验室;2. 浙江大学杭州国际科创中心浙江省宽禁带半导体重点实验室;3. 浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室 |
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摘 要: | 宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)凭借着其高击穿场强、高热导率、耐高温、高化学稳定性和抗辐射等优异性能,在电力电子器件领域尤其是高温、高频、高功率等应用场景下有着巨大潜力。大尺寸、高质量、低成本的单晶SiC的制备是SiC相关半导体产品规模化应用的前提。顶部籽晶溶液生长(TSSG)法生长的单晶SiC有着晶体质量高、易扩径、易p型掺杂等优势,有望成为制备单晶SiC的主流方法。但目前由于该方法涉及的生长机理复杂,研究者对其内部机理的理解还不够充分,难以对TSSG生长设备和方法进行有效的改进与优化。利用计算机对TSSG法生长单晶SiC生长过程进行数值模拟被认为是对其内部机理探究的有效途径之一。本文首先回顾了TSSG法生长单晶SiC和相关数值模拟分析的发展历程,介绍了TSSG法生长单晶SiC和数值模拟的基本原理,然后介绍了数值模拟方法计算分析TSSG法生长单晶SiC模型涉及的主要模块、影响单晶生长的主要因素(如马兰戈尼力、浮力、电磁力等),以及对数值模型的优化方法。最后,指出了数值模拟方法计算分析TSSG法生长单晶SiC在未来的重点研究方向。
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关 键 词: | 宽禁带半导体 碳化硅 顶部籽晶溶液生长法 数值模拟 有限元 晶体生长 机器学习 |
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