1.Silikon karbid tozunun dopinq texnologiyası
Silikon karbid tozuna müvafiq miqdarda Ce elementi əlavə etmək, 4H-SiC-nin tək kristal formasının sabit böyüməsinə nail ola bilər. Praktik təcrübə göstərir ki, toz materiallarına Ce elementlərinin əlavə edilməsi silikon karbid kristallarının böyümə sürətini artıra bilər və kristalların daha sürətli böyüməsinə səbəb olur. Silikon karbidin istiqaməti idarə oluna bilər və bu da kristalların böyümə istiqamətini daha vahid və müntəzəm edir. Kristallarda çirklərin əmələ gəlməsinin qarşısını alır, qüsurların əmələ gəlməsini azaldır və tək kristal formalı kristalların və yüksək keyfiyyətli kristalların əldə edilməsini asanlaşdırır. Kristalın arxasındakı korroziyanın qarşısını ala və kristalın tək kristal sürətini artıra bilər.
2. Ox və radial temperatur sahəsi qradiyentinə nəzarət texnologiyası
Oxvari temperatur qradiyenti əsasən kristal böyümə formasına və kristal böyümə səmərəliliyinə təsir göstərir. Çox kiçik temperatur qradiyenti kristal böyümə prosesi zamanı heterokristalların meydana gəlməsinə səbəb olacaq və həmçinin qaz halındakı maddələrin daşınma sürətinə təsir göstərəcək və nəticədə kristal böyümə sürətinin azalmasına səbəb olacaq. Müvafiq oxvari və radial temperatur qradiyentləri SiC kristallarının sürətli böyüməsini asanlaşdırır və kristal keyfiyyətinin sabitliyini qoruyur.
3. Əsas müstəvi dislokasiyası (BPD) idarəetmə texnologiyası
BPD qüsurunun əmələ gəlməsinin əsas səbəbi kristaldakı kəsmə gərginliyinin kristalın kritik kəsmə gərginliyini aşmasıdır.SiC kristalı, sürüşmə sisteminin aktivləşməsinə gətirib çıxarır. BPD kristal böyümə istiqamətinə perpendikulyar olduğundan, əsasən kristal böyümə prosesi və sonrakı kristal soyutma prosesi zamanı əmələ gəlir.
4. Qaz fazası komponent nisbətinin tənzimlənməsi və idarəetmə texnologiyası
Kristal böyümə prosesində, böyümə mühitində karbon-silikon nisbətinin və qaz fazası komponent nisbətinin artırılması tək kristal formasının sabit böyüməsinə nail olmaq üçün təsirli bir tədbirdir. Yüksək karbon-silikon nisbəti böyük pilləli koalessensiyanı azalda və toxum kristal səthində böyümə məlumatlarının irsiliyini qoruya bildiyindən, polimorfizmi boğa bilər.
5. Aşağı gərginlikli idarəetmə texnologiyası
Kristal böyümə prosesi zamanı stressin olması daxili kristal müstəvilərinin dəyişməsinə səbəb ola bilərSiCəyilmə, nəticədə kristal keyfiyyətinin aşağı düşməsinə və hətta kristal çatlamasına səbəb olur. Üstəlik, böyük gərginlik lövhənin əsas müstəvisində çıxıqların artmasına səbəb ola bilər. Bu qüsurlar epitaksial proses zamanı epitaksial təbəqəyə daxil ola bilər və sonrakı mərhələdə cihazın işinə ciddi təsir göstərir.
Kristal daxilində stressi azaltmaq prosesini təkmilləşdirmək üçün bir neçə üsul var:
1. SiC tək işləməsini təmin etmək üçün temperatur sahəsinin paylanmasını və proses parametrlərini tənzimləyinkristal böyüməsimümkün qədər tarazlığa yaxın şərtlər altında irəliləmək.
2. Kristalın maneəsiz vəziyyətdə mümkün qədər sərbəst böyüməsinə imkan vermək üçün potanın quruluşunu və formasını optimallaşdırın.
3. Toxum kristalının fiksasiyasına gəldikdə, qızdırma zamanı toxum kristalı ilə qrafit tutucusu arasındakı istilik genişlənmə əmsallarındakı fərqi azaltmaq üçün fiksasiya prosesini dəyişdirin və bununla da 4H-SiC tək kristalında daxili gərginliyi minimuma endirin. Ümumi yanaşma toxum kristalı ilə qrafit tutucusu arasında 2 mm boşluq qoymaqdır.
4. Kristal üçün sobada soyudulan tavlama tətbiq etməklə kristalın tavlama prosesini dəyişdirin. Kristalın içərisindəki daxili gərginliyi tam olaraq aradan qaldırmaq üçün tavlama temperaturunu və müddətini tənzimləyin.
Gələcəkdə yüksək keyfiyyətli silikon karbid (SiC) tək kristal hazırlama texnologiyası bir neçə əsas istiqamətdə inkişaf edəcək:
1. Plitənin ölçüsünün artırılması: SiC kristalının diametri ilkin millimetrlərdən indiki 6, 8 və hətta daha böyük 12 düymlük plitələr ölçüsünə qədər artmışdır. Daha böyük SiC kristallarının hazırlanması istehsal səmərəliliyini artırır, xərcləri azaldır və yüksək güclü cihazların tələblərini ödəyir.
2. Kristal keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması: Yüksək keyfiyyətli SiC kristalları yüksək performanslı cihazlar üçün çox vacibdir. Əhəmiyyətli irəliləyişlər əldə edilsə də, mikroborular, çıxıqlar və çirklər kimi qüsurlar hələ də mövcuddur və cihazın işinə və etibarlılığına təsir göstərir.
3. İstehsal xərclərinin azaldılması: SiC kristallarının hazırlanmasının nisbətən yüksək qiyməti onun müəyyən sahələrdə tətbiqini məhdudlaşdırır. Xərclərin azaldılmasına böyümə proseslərini optimallaşdırmaq, istehsalın səmərəliliyini artırmaq və xammal xərclərini azaltmaqla nail olmaq olar.
4. Ağıllı istehsalın tətbiqi: Süni intellekt və böyük verilənlərdəki irəliləyişlərlə SiC kristallarının böyümə texnologiyası getdikcə daha çox zəkanı əhatə edəcək. Sensorlar və avtomatlaşdırılmış idarəetmə sistemləri vasitəsilə real vaxt rejimində monitorinq və idarəetmə proseslərin sabitliyini və idarəolunmasını artırır. Eyni zamanda, böyük verilənlərin analitikasından istifadə böyümə məlumatlarını optimallaşdırır və bununla da kristalların keyfiyyətini və istehsal səmərəliliyini artırır.
Yüksək keyfiyyətli silikon karbid monokristallarının hazırlanması texnologiyası yarımkeçirici material tədqiqatlarında mövcud qaynar nöqtələrdən biridir. Texnologiyanın davamlı inkişafı ilə silikon karbid kristallarının yetişdirilməsi texnologiyası inkişaf etməyə və təkmilləşməyə davam edəcək və silikon karbidin yüksək temperaturlu, yüksək tezlikli, yüksək güclü və digər sahələrdə tətbiqi üçün daha möhkəm bir təməl yaradacaq.
Yazı vaxtı: 10 iyul 2025