Croissance de monocristaux massifs de carbure de silicium cubique
Institution:
Grenoble INPGDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Cubic silicon carbide (3C-SiC) is a material of great interest for high power and high frequencies electronic devices. Despite its high potential, availability of 3C wafers is still a challenging issue as no one succeeded in 3C-SiC bulk growth. This study deals with the bulk growth of 3C-SiC single crystals from hexagonal SiC substrates. The CF-PVT (Continuous Feed-Physical Vapor Transport) is used to grow such crystals. This process consists of a continuously fed sublimation technique. Firstly, 3C-SiC nucleation from hexagonal substrates has been extensively studied at high temperature (1900°C). Experimental conditions for nucleation and selection of a cubic orientation have been determined. If the hexagonal phase is eliminated during the first growth steps, it has been demonstrated that bulk 3C-SiC single crystals can be obtained. The different structural defects generated in such single crystals grown by CF-PVT have been identified through a muIti-scale characterization.
Abstract FR:
Le carbure de silicium cubique (3C-SiC) est un matériau d'intérêt pour des applications électroniques fonctionnant à puissance et fréquences élevées. En raison de son état métastable, l'élaboration de ce matériau demeure problématique. Ces travaux portent sur la croissance de monocristaux massifs de 3C-SiC à partir de substrats hexagonaux de SiC. Le procédé de croissance choisi est une technique de sublimation alimentée en continu (CF-PVT). Le mécanisme de germination du 3C-SiC a tout d'abord été étudié à haute température 100°C). Cette première étude a permis de cerner les conditions expérimentales requises pour la germination et la sélection d'une orientation cubique. Si la phase hexagonale est totalement éliminée pendant les premiers stades de croissance, il est possible d'élaborer un véritable monocristal massif de 3C-SiC. Les caractérisations structurales multi-échelles ont permis d'dentifier les différents défauts structuraux présents dans des monocristaux de 3C-SiC élaborés par CF-PVT.