ከሲሊኮን ካርቦይድ (ሲሲ) ክሪስታሎች እድገት ጋር የተያያዘው ቴክኖሎጂ ምንድን ነው?

1. የሲሊኮን ካርቦይድ ዱቄት ዶፒንግ ቴክኖሎጂ
በሲሊኮን ካርቦይድ ዱቄት ውስጥ ተገቢውን የሴ ንጥረ ነገር መጠን መምጠጥ የ4H-SiC ነጠላ ክሪስታል ቅርፅ የተረጋጋ እድገት ውጤት ያስገኛል። ተግባራዊ ተሞክሮ እንደሚያሳየው በዱቄት ቁሳቁሶች ውስጥ የሴ ንጥረ ነገሮችን መምጠጥ የሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታሎች የእድገት መጠንን ሊጨምር ስለሚችል ክሪስታሎቹ በፍጥነት እንዲያድጉ ያደርጋል። የሲሊኮን ካርቦይድ አቀማመጥ ቁጥጥር ሊደረግበት ይችላል፣ ይህም የክሪስታል እድገት አቅጣጫውን የበለጠ ወጥ እና መደበኛ ያደርገዋል። በክሪስታል ውስጥ የቆሻሻ መፈጠርን ይከለክላል፣ ጉድለቶችን መፈጠር ይቀንሳል፣ እና ነጠላ-ክሪስታል ቅርፅ ክሪስታሎች እና ከፍተኛ ጥራት ያላቸው ክሪስታሎች ማግኘትን ቀላል ያደርገዋል። በክሪስታል ጀርባ ላይ ያለውን ዝገት ሊገታ እና የክሪስታል ነጠላ ክሪስታል መጠንን ሊጨምር ይችላል።

2. የአክሲያል እና ራዲያል የሙቀት መስክ ቅልመት መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ
የአክሲያል የሙቀት መጠን ቅልመት በዋናነት የክሪስታል እድገት ቅርፅን እና የክሪስታል እድገት ቅልጥፍናን ይነካል። በጣም ትንሽ የሙቀት መጠን ቅልመት በክሪስታል እድገት ሂደት ውስጥ ሄትሮክሪስታሎች እንዲታዩ ያደርጋል እንዲሁም የጋዝ ንጥረ ነገሮችን የመጓጓዣ ፍጥነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል፣ ይህም የክሪስታል እድገት መጠን እንዲቀንስ ያደርጋል። ተገቢ የሆኑ የአክሲያል እና የራዲያል የሙቀት ቅልመት ቅልመት የSiC ክሪስታሎችን ፈጣን እድገት ያመቻቻል እና የክሪስታል ጥራት መረጋጋትን ይጠብቃል።

3. መሰረታዊ የፕላን ዲሎኬሽን (BPD) የመቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ
የቢፒዲ ጉድለት መፈጠር ዋነኛው ምክንያት በክሪስታል ውስጥ ያለው የሸር ውጥረት ከወሳኙ የሸር ውጥረት በላይ መሆኑ ነው።ሲሲ ክሪስታልየመንሸራተቻ ስርዓቱን ወደ ማግበር ይመራል። BPD ከክሪስታል እድገት አቅጣጫ ጋር ቀጥ ያለ ስለሆነ፣ በዋናነት የሚመረተው በክሪስታል እድገት ሂደት እና በኋላ ላይ ባለው ክሪስታል ማቀዝቀዣ ሂደት ወቅት ነው።

4. የጋዝ ደረጃ ክፍል ጥምርታ ቁጥጥር እና የቁጥጥር ቴክኖሎጂ
በክሪስታል እድገት ሂደት ውስጥ፣ በእድገት አካባቢ ውስጥ የካርቦን-ሲሊከን ጥምርታ እና የጋዝ-ደረጃ ክፍል ጥምርታ መጨመር የአንድ ክሪስታል ቅርፅ የተረጋጋ እድገትን ለማሳካት ውጤታማ መለኪያ ነው። ከፍተኛ የካርቦን-ሲሊከን ጥምርታ ትልቅ የእርምጃ ውህደትን ሊቀንስ እና በዘር ክሪስታል ወለል ላይ የእድገት መረጃን ውርስ ሊጠብቅ ስለሚችል፣ ፖሊሞርፊዝምን ሊገታ ይችላል።

5. ዝቅተኛ-ጭንቀት መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ
በክሪስታል እድገት ሂደት ውስጥ፣ የጭንቀት መኖር የውስጣዊ ክሪስታል ፕላኖችን ሊያስከትል ይችላልሲሲመታጠፍ፣ ይህም ደካማ የክሪስታል ጥራት እና እንዲያውም የክሪስታል ስንጥቅ ያስከትላል። ከዚህም በላይ፣ ትልቅ ውጥረት በዋፈር መሰረታዊ ወለል ላይ የመንገዶች መቆራረጥ እንዲጨምር ሊያደርግ ይችላል። እነዚህ ጉድለቶች በኤፒታክሲያል ሂደት ወቅት ወደ ኤፒታክሲያል ንብርብር ሊገቡ ይችላሉ፣ ይህም በኋለኛው ደረጃ የመሳሪያውን አፈፃፀም በእጅጉ ይነካል።

በክሪስታል ውስጥ ያለውን ውጥረት ለመቀነስ ሂደቱን ለማሻሻል የሚረዱ በርካታ ዘዴዎች እነሆ-

1. የ SiC ነጠላን ለማንቃት የሙቀት መስክ ስርጭትን እና የሂደት መለኪያዎችን ያስተካክሉየክሪስታል እድገትበተቻለ መጠን ወደ ሚዛን ቅርብ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ለመቀጠል።

2. ክሪስታሉ ባልተገደበ ሁኔታ ውስጥ በተቻለ መጠን በነፃነት እንዲያድግ የክሩሲብል መዋቅር እና ቅርፅን ያሻሽሉ።

3. የዘር ክሪስታል ማስተካከያን በተመለከተ፣ በማሞቅ ጊዜ በዘር ክሪስታል እና በግራፍፋይት መያዣ መካከል ያለውን የሙቀት ማስፋፊያ ኮፊሸንት ልዩነት ለመቀነስ የማጣሪያ ሂደቱን ያሻሽሉ፣ በዚህም በ4H-SiC ነጠላ ክሪስታል ውስጥ ያለውን ውስጣዊ ውጥረት ይቀንሱ። የተለመደ አካሄድ በዘር ክሪስታል እና በግራፍፋይት መያዣ መካከል የ2 ሚሜ ክፍተት መተው ነው።

4. ለክሪስታል በምድጃ የሚቀዘቅዝ አኒሊንግን ተግባራዊ በማድረግ የክሪስታል አኒሊንግ ሂደቱን ያሻሽሉ። በክሪስታል ውስጥ ያለውን ውስጣዊ ጭንቀት ሙሉ በሙሉ ለመልቀቅ የአኒሊንግ ሙቀትን እና የቆይታ ጊዜን ያስተካክሉ።

ወደፊት ስንመለከት፣ ከፍተኛ ጥራት ያለው የሲሊኮን ካርቦይድ (SiC) ነጠላ ክሪስታል ዝግጅት ቴክኖሎጂ በበርካታ ቁልፍ አቅጣጫዎች ይዳብራል፡

1. የዋፈር መጠንን ማሳደግ፡- የSiC ክሪስታል ዲያሜትር ከመጀመሪያው ሚሊሜትር ወደ አሁኑ 6 ኢንች፣ 8 ኢንች እና እንዲያውም ትላልቅ 12 ኢንች ዋፈርዎች ተሻሽሏል። ትላልቅ የSiC ክሪስታሎች ማዘጋጀት የምርት ቅልጥፍናን ያሻሽላል፣ ወጪዎችን ይቀንሳል እና ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን መሳሪያዎች ፍላጎት ያሟላል።

2‌. የክሪስታል ጥራትን ማሻሻል፡- ከፍተኛ ጥራት ያላቸው የሲሲ ክሪስታሎች ለከፍተኛ አፈጻጸም ላላቸው መሳሪያዎች ወሳኝ ናቸው። ምንም እንኳን ጉልህ የሆነ እድገት ቢደረግም፣ እንደ ማይክሮፓይፖች፣ መቆራረጥ እና ቆሻሻዎች ያሉ ጉድለቶች አሁንም ድረስ በመሳሪያው አፈጻጸም እና አስተማማኝነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ።

3. የምርት ወጪዎችን መቀነስ፡- የSiC ክሪስታል ዝግጅት በአንጻራዊነት ከፍተኛ ወጪ በተወሰኑ መስኮች ላይ አተገባበሩን ይገድባል። የወጪ ቅነሳን ማሳካት የሚቻለው የእድገት ሂደቶችን በማመቻቸት፣ የምርት ቅልጥፍናን በማሻሻል እና የጥሬ እቃ ወጪዎችን በመቀነስ ነው።

4. ብልህ የማኑፋክቸሪንግ ሥራን ተግባራዊ ማድረግ፡- በAI እና በቢግ ዳታ እድገት፣ የሲሲ ክሪስታል እድገት ቴክኖሎጂ ብልህነትን በከፍተኛ ሁኔታ ይቀበላል። በዳሳሾች እና በራስ-ሰር የቁጥጥር ስርዓቶች በኩል የእውነተኛ ጊዜ ክትትል እና ቁጥጥር የሂደት መረጋጋትን እና የቁጥጥር አቅምን ያሻሽላል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ትልቅ ዳታ ትንታኔዎችን መጠቀም የእድገት መረጃን ያመቻቻል፣ በዚህም የክሪስታል ጥራትን እና የምርት ቅልጥፍናን ያሻሽላል።

ከፍተኛ ጥራት ያለው የሲሊኮን ካርቦይድ ነጠላ ክሪስታሎች የዝግጅት ቴክኖሎጂ በሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ጥናት ውስጥ ካሉት ወቅታዊ ቦታዎች አንዱ ነው። በቴክኖሎጂ ቀጣይነት ባለው እድገት፣ የሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታል የእድገት ቴክኖሎጂ ማደጉን እና መሻሻሉን ይቀጥላል፣ ይህም በከፍተኛ ሙቀት፣ በከፍተኛ ድግግሞሽ፣ በከፍተኛ ኃይል እና በሌሎች መስኮች ውስጥ የሲሊኮን ካርቦይድን ለመተግበር የበለጠ ጠንካራ መሠረት ይሰጣል።