Kristal böyümə sobası əsas avadanlıqdırsilisium karbidkristal böyüməsi. Ənənəvi kristal silisium dərəcəli kristal böyümə sobasına bənzəyir. Ocağın quruluşu çox mürəkkəb deyil. O, əsasən soba gövdəsi, istilik sistemi, sarğı ötürmə mexanizmi, vakuum toplama və ölçmə sistemi, qaz yolu sistemi, soyutma sistemi, idarəetmə sistemi və s. ibarətdir. İstilik sahəsi və proses şəraiti əsas göstəriciləri müəyyən edir.silisium karbid kristalıkeyfiyyət, ölçü, keçiricilik və s.
Bir tərəfdən böyümə zamanı temperatursilisium karbid kristalıçox yüksəkdir və ona nəzarət etmək mümkün deyil. Buna görə də əsas çətinlik prosesin özündədir. Əsas çətinliklər aşağıdakılardır:
(1) İstilik sahəsinə nəzarətdə çətinlik:
Qapalı yüksək temperatur boşluğunun monitorinqi çətin və idarəolunmazdır. Ənənəvi silisium əsaslı məhluldan fərqli olaraq yüksək avtomatlaşdırma dərəcəsi və müşahidə edilə bilən və idarə oluna bilən kristal böyümə prosesi olan birbaşa çəkilən kristal böyüməsi avadanlığından fərqli olaraq, silisium karbid kristalları 2000 ℃-dən yuxarı yüksək temperatur mühitində qapalı məkanda böyüyür və böyümə temperaturu istehsal zamanı dəqiq nəzarət edilməlidir, bu da temperatur nəzarətini çətinləşdirir;
(2) Kristal formaya nəzarətdə çətinlik:
Mikroborular, polimorfik daxilolmalar, dislokasiyalar və digər qüsurlar böyümə prosesində baş verir və onlar bir-birinə təsir edir və təkamül edir. Mikroborular (MP) cihazların öldürücü qüsurları olan bir neçə mikrondan onlarla mikrona qədər ölçüləri olan keçid tipli qüsurlardır. Silikon karbid monokristallarına 200-dən çox müxtəlif kristal forma daxildir, lakin istehsal üçün tələb olunan yarımkeçirici materiallardan yalnız bir neçə kristal struktur (4H növü) var. Kristal formanın çevrilməsi böyümə prosesi zamanı asanlıqla baş verir, nəticədə polimorfik daxiletmə qüsurları yaranır. Buna görə də, silisium-karbon nisbəti, böyümə temperaturu qradiyenti, kristal böyümə sürəti və hava axını təzyiqi kimi parametrlərə dəqiq nəzarət etmək lazımdır. Bundan əlavə, silisium karbid monokristal artımının istilik sahəsində temperatur qradiyenti mövcuddur ki, bu da kristalın böyüməsi prosesi zamanı yerli daxili stressə və nəticədə dislokasiyalara (bazal təyyarə dislokasiyası BPD, vida dislokasiyası TSD, kənar dislokasiya TED) gətirib çıxarır və bununla da sonrakı epitaksiya və cihazların keyfiyyətinə və işinə təsir göstərir.
(3) Çətin dopinq nəzarəti:
İstiqamətli dopinqlə keçirici kristal əldə etmək üçün xarici çirklərin daxil olmasına ciddi nəzarət edilməlidir;
(4) Yavaş böyümə sürəti:
Silikon karbidin böyümə sürəti çox yavaşdır. Ənənəvi silisium materiallarının kristal çubuq halına gəlməsi üçün yalnız 3 günə, silisium karbid kristal çubuqlarına isə 7 gün lazımdır. Bu, silisium karbidinin təbii olaraq aşağı istehsal səmərəliliyinə və çox məhdud çıxışa gətirib çıxarır.
Digər tərəfdən, silisium karbidinin epitaksial artımının parametrləri son dərəcə tələbkardır, o cümlədən avadanlığın hava keçirmə qabiliyyəti, reaksiya kamerasında qaz təzyiqinin sabitliyi, qazın daxil olma müddətinə dəqiq nəzarət, qaz nisbətinin dəqiqliyi və çökmə temperaturunun ciddi şəkildə idarə edilməsi. Xüsusilə, cihazın gərginlik müqavimət səviyyəsinin yaxşılaşdırılması ilə epitaksial vaflinin əsas parametrlərinə nəzarət etmək çətinliyi əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Bundan əlavə, epitaksial təbəqənin qalınlığının artması ilə qalınlığı təmin edərkən müqavimətin vahidliyinə necə nəzarət etmək və qüsur sıxlığını azaltmaq başqa bir əsas problemə çevrildi. 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 mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Silikon karbid epitaksial böyümə prosesində müxtəlif dəyişikliklərə uyğunlaşmaq üçün əks əlaqə siqnalına uyğun olaraq real vaxt rejimində idarəetmə strategiyasını tənzimləyə bilməlidir.
Əsas çətinliklərsilisium karbid substratıistehsal:
Göndərmə vaxtı: 07 iyun 2024-cü il