Kristal böyümə sobası əsas avadanlıqdırsilisium karbidkristal böyüməsi. Ənənəvi kristal silikon dərəcəli kristal böyümə sobasına bənzəyir. Sobanın quruluşu çox mürəkkəb deyil. Əsasən soba gövdəsi, istilik sistemi, bobin ötürmə mexanizmi, vakuum əldə etmə və ölçmə sistemi, qaz yolu sistemi, soyutma sistemi, idarəetmə sistemi və s.-dən ibarətdir. İstilik sahəsi və proses şərtləri əsas göstəriciləri müəyyən edirsilisium karbid kristalıkeyfiyyət, ölçü, keçiricilik və s. kimi.
Bir tərəfdən, böyümə zamanı temperatursilisium karbid kristalıçox yüksəkdir və izlənilə bilməz. Buna görə də, əsas çətinlik prosesin özündədir. Əsas çətinliklər aşağıdakılardır:
(1) İstilik sahəsinin idarə olunmasında çətinlik:
Qapalı yüksək temperaturlu boşluğun monitorinqi çətindir və idarəolunmazdır. Yüksək dərəcədə avtomatlaşdırma və müşahidə edilə bilən və idarə oluna bilən kristal böyümə prosesi ilə ənənəvi silikon əsaslı məhlul birbaşa çəkmə kristal böyümə avadanlıqlarından fərqli olaraq, silikon karbid kristalları 2000 ℃-dən yuxarı yüksək temperaturlu mühitdə qapalı məkanda böyüyür və istehsal zamanı böyümə temperaturu dəqiq idarə olunmalıdır ki, bu da temperaturun idarə olunmasını çətinləşdirir;
(2) Kristal formasının idarə olunmasında çətinlik:
Mikroborular, polimorfik daxilolmalar, dislokasiyalar və digər qüsurlar böyümə prosesi zamanı baş verməyə meyllidir və bir-birinə təsir edir və inkişaf edir. Mikroborular (MP) cihazların öldürücü qüsurları olan bir neçə mikrondan onlarla mikrona qədər ölçüdə olan keçid tipli qüsurlardır. Silikon karbid tək kristalları 200-dən çox müxtəlif kristal formasını ehtiva edir, lakin istehsal üçün tələb olunan yarımkeçirici materiallardan yalnız bir neçəsi (4H tipi) təşkil edir. Kristal formasının transformasiyası böyümə prosesi zamanı asanlıqla baş verir və bu da polimorfik daxilolma qüsurlarına səbəb olur. Buna görə də, silisium-karbon nisbəti, böyümə temperatur qradiyenti, kristal böyümə sürəti və hava axını təzyiqi kimi parametrləri dəqiq idarə etmək lazımdır. Bundan əlavə, silisium karbid tək kristal böyüməsinin istilik sahəsində temperatur qradiyenti mövcuddur ki, bu da kristal böyümə prosesi zamanı doğma daxili gərginliyə və nəticədə yaranan dislokasiyalara (bazal müstəvi dislokasiyası BPD, vint dislokasiyası TSD, kənar dislokasiyası TED) səbəb olur və bununla da sonrakı epitaksiyanın və cihazların keyfiyyətinə və fəaliyyətinə təsir göstərir.
(3) Çətin dopinq nəzarəti:
İstiqamətli aşqarlama ilə keçirici kristal əldə etmək üçün xarici çirklərin daxil olması ciddi şəkildə nəzarətdə saxlanılmalıdır;
(4) Yavaş artım tempi:
Silisium karbidin böyümə sürəti çox yavaşdır. Ənənəvi silisium materiallarının kristal çubuğa çevrilməsi üçün cəmi 3 gün, silisium karbid kristal çubuqlarının isə 7 gün lazımdır. Bu, silisium karbidin təbii olaraq daha aşağı istehsal səmərəliliyinə və çox məhdud məhsuldarlığa gətirib çıxarır.
Digər tərəfdən, silikon karbid epitaksial böyüməsinin parametrləri, o cümlədən avadanlığın hava keçirməzliyi, reaksiya kamerasında qaz təzyiqinin sabitliyi, qazın daxil olma vaxtının dəqiq idarə olunması, qaz nisbətinin dəqiqliyi və çökmə temperaturunun ciddi idarə olunması olduqca tələbkardır. Xüsusilə, cihazın gərginlik müqavimət səviyyəsinin yaxşılaşması ilə epitaksial lövhənin əsas parametrlərini idarə etməyin çətinliyi əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Bundan əlavə, epitaksial təbəqənin qalınlığının artması ilə müqavimətin vahidliyini necə idarə etmək və qalınlığı təmin edərkən qüsur sıxlığını necə azaltmaq daha bir əsas problemə çevrilmişdir. Elektrikləşdirilmiş idarəetmə sistemində müxtəlif parametrlərin dəqiq və sabit şəkildə tənzimlənməsini təmin etmək üçün yüksək dəqiqlikli sensorlar və aktuatorları birləşdirmək lazımdır. Eyni zamanda, idarəetmə alqoritminin optimallaşdırılması da vacibdir. Silikon karbid epitaksial böyümə prosesindəki müxtəlif dəyişikliklərə uyğunlaşmaq üçün geribildirim siqnalına uyğun olaraq idarəetmə strategiyasını real vaxt rejimində tənzimləyə bilməlidir.
Əsas çətinliklərsilikon karbid substratıistehsal:
Yazı vaxtı: 07 iyun 2024