Die kristalgroei-oond is die kerntoerusting virsilikonkarbiedkristalgroei. Dit is soortgelyk aan die tradisionele kristallyne silikongraad kristalgroeioond. Die oondstruktuur is nie baie ingewikkeld nie. Dit bestaan hoofsaaklik uit die oondliggaam, verhittingstelsel, spoeltransmissiemeganisme, vakuumverkryging- en meetstelsel, gaspadstelsel, verkoelingstelsel, beheerstelsel, ens. Die termiese veld en prosestoestande bepaal die sleutelaanwysers vansilikonkarbied kristalsoos kwaliteit, grootte, geleidingsvermoë en so aan.
Aan die een kant, die temperatuur tydens die groei vansilikonkarbied kristalis baie hoog en kan nie gemonitor word nie. Daarom lê die grootste probleem in die proses self. Die grootste probleme is soos volg:
(1) Moeilikheid met termiese veldbeheer:
Die monitering van die geslote hoëtemperatuurholte is moeilik en onbeheerbaar. Anders as die tradisionele silikon-gebaseerde oplossing-direkte-trek kristalgroeitoerusting met 'n hoë mate van outomatisering en waarneembare en beheerbare kristalgroeiproses, groei silikonkarbiedkristalle in 'n geslote ruimte in 'n hoëtemperatuuromgewing bo 2 000 ℃, en die groeitemperatuur moet presies beheer word tydens produksie, wat temperatuurbeheer moeilik maak;
(2) Moeilikheid met kristalvormbeheer:
Mikropype, polimorfiese insluitsels, ontwrigtings en ander defekte is geneig om tydens die groeiproses te voorkom, en hulle beïnvloed en ontwikkel mekaar. Mikropype (MP) is deur-tipe defekte met 'n grootte van etlike mikrons tot tientalle mikrons, wat dodelike defekte van toestelle is. Silikonkarbied enkelkristalle sluit meer as 200 verskillende kristalvorme in, maar slegs 'n paar kristalstrukture (4H-tipe) is die halfgeleiermateriale wat vir produksie benodig word. Kristalvormtransformasie is maklik om tydens die groeiproses plaas te vind, wat lei tot polimorfiese insluitdefekte. Daarom is dit nodig om parameters soos silikon-koolstofverhouding, groeitemperatuurgradiënt, kristalgroeispoed en lugvloeidruk akkuraat te beheer. Daarbenewens is daar 'n temperatuurgradiënt in die termiese veld van silikonkarbied enkelkristalgroei, wat lei tot inheemse interne spanning en die gevolglike ontwrigtings (basale vlakontwrigting BPD, skroefontwrigting TSD, randontwrigting TED) tydens die kristalgroeiproses, wat sodoende die kwaliteit en werkverrigting van daaropvolgende epitaksie en toestelle beïnvloed.
(3) Moeilike dopingbeheer:
Die toediening van eksterne onsuiwerhede moet streng beheer word om 'n geleidende kristal met rigtinggewende doping te verkry;
(4) Stadige groeikoers:
Die groeikoers van silikonkarbied is baie stadig. Tradisionele silikonmateriale benodig slegs 3 dae om in 'n kristalstaaf te groei, terwyl silikonkarbiedkristalstawe 7 dae benodig. Dit lei tot 'n natuurlik laer produksiedoeltreffendheid van silikonkarbied en baie beperkte uitset.
Aan die ander kant is die parameters van silikonkarbied epitaksiale groei uiters veeleisend, insluitend die lugdigtheid van die toerusting, die stabiliteit van die gasdruk in die reaksiekamer, die presiese beheer van die gasinvoertyd, die akkuraatheid van die gasverhouding en die streng bestuur van die afsettingstemperatuur. In die besonder, met die verbetering van die toestel se spanningsweerstandsvlak, het die moeilikheid om die kernparameters van die epitaksiale wafer te beheer aansienlik toegeneem. Boonop, met die toename in die dikte van die epitaksiale laag, het die beheer van die eenvormigheid van die weerstand en die vermindering van die defekdigtheid terwyl die dikte verseker word, nog 'n groot uitdaging geword. In die geëlektrifiseerde beheerstelsel is dit nodig om hoë-presisie sensors en aktuators te integreer om te verseker dat verskeie parameters akkuraat en stabiel gereguleer kan word. Terselfdertyd is die optimalisering van die beheeralgoritme ook van kritieke belang. Dit moet die beheerstrategie intyds kan aanpas volgens die terugvoersein om aan te pas by verskeie veranderinge in die silikonkarbied epitaksiale groeiproses.
Hoofprobleme insilikonkarbied substraatvervaardiging:
Plasingstyd: 7 Junie 2024