1. Тэхналогія легіравання парашком карбіду крэмнію
Легаванне адпаведнай колькасцю элемента Ce ў парашку карбіду крэмнію можа дасягнуць эфекту стабільнага росту монакрышталічнай формы 4H-SiC. Практычны вопыт паказвае, што легаванне элементамі Ce ў парашковых матэрыялах можа павялічыць хуткасць росту крышталяў карбіду крэмнію, што прыводзіць да больш хуткага росту крышталяў. Арыентацыя карбіду крэмнію можа кантралявацца, што робіць кірунак росту крышталяў больш раўнамерным і рэгулярным. Гэта перашкаджае ўтварэнню прымешак у крышталях, памяншае ўтварэнне дэфектаў і спрашчае атрыманне крышталяў монакрышталічнай формы і высакаякасных крышталяў. Гэта можа перашкаджаць карозіі на адваротным баку крышталя і павялічваць хуткасць утварэння монакрышталяў.
2. Тэхналогія кіравання градыентам восевага і радыяльнага тэмпературнага поля
Восевы градыент тэмпературы ў асноўным уплывае на форму росту крышталяў і эфектыўнасць росту крышталяў. Занадта малы градыент тэмпературы прывядзе да з'яўлення гетэракрышталяў падчас працэсу росту крышталяў, а таксама паўплывае на хуткасць пераносу газападобных рэчываў, што прывядзе да зніжэння хуткасці росту крышталяў. Адпаведныя восевыя і радыяльныя градыенты тэмпературы спрыяюць хуткаму росту крышталяў SiC і падтрымліваюць стабільнасць якасці крышталяў.
3. Тэхналогія кіравання дыслакацыямі ў базавай плоскасці (BPD)
Асноўнай прычынай утварэння дэфекту BPD з'яўляецца тое, што напружанне зруху ў крышталі перавышае крытычнае напружанне зрухуКрышталь SiC, што прыводзіць да актывацыі сістэмы слізгання. Паколькі BPD перпендыкулярны кірунку росту крышталя, ён у асноўным утвараецца падчас працэсу росту крышталя і наступнага працэсу астуджэння крышталя.
4. Тэхналогія рэгулявання і кіравання суадносінамі кампанентаў газавай фазы
У працэсе росту крышталяў павелічэнне суадносін вугляроду і крэмнію, а таксама суадносін кампанентаў газавай фазы ў асяроддзі росту з'яўляецца эфектыўнай мерай для дасягнення стабільнага росту монакрышталічнай формы. Паколькі высокае суадносіны вугляроду і крэмнію можа паменшыць каалесцэнцыю з вялікімі ступенямі і захаваць спадчыннасць інфармацыі аб росце на паверхні затраўкі крышталя, яно можа падаўляць палімарфізм.
5. Тэхналогія кантролю нізкага стрэсу
Падчас працэсу росту крышталяў наяўнасць напружання можа прывесці да таго, што ўнутраныя крышталічныя плоскасціКарбід крэмніюзгінацца, што прыводзіць да пагаршэння якасці крышталя і нават да яго расколін. Больш за тое, вялікая нагрузка можа прывесці да павелічэння колькасці дыслакацый у базавай плоскасці пласціны. Гэтыя дэфекты могуць пранікаць у эпітаксіяльны пласт падчас эпітаксіяльнага працэсу, што сур'ёзна ўплывае на прадукцыйнасць прылады на больш познім этапе.
Вось некалькі метадаў паляпшэння працэсу зніжэння напружання ўнутры крышталя:
1. Адрэгулюйце размеркаванне тэмпературнага поля і параметры працэсу, каб уключыць адзінарны SiCрост крышталяўпрацягваць ва ўмовах, максімальна набліжаных да раўнавагі.
2. Аптымізуйце структуру і форму тыгля, каб крышталь мог расці як мага свабодней у неабмежаваным стане.
3. Што тычыцца фіксацыі затраўкі, змяніце працэс фіксацыі, каб паменшыць розніцу ў каэфіцыентах цеплавога пашырэння паміж затраўкай і графітавым трымальнікам падчас награвання, тым самым мінімізуючы ўнутранае напружанне ў монакрышталі 4H-SiC. Распаўсюджаны падыход заключаецца ў тым, каб пакінуць зазор 2 мм паміж затраўкай і графітавым трымальнікам.
4. Змяніце працэс адпалу крышталя, ужыўшы адпал з астуджэннем у печы. Адрэгулюйце тэмпературу і працягласць адпалу, каб цалкам зняць унутранае напружанне ў крышталі.
Зазіраючы ў будучыню, тэхналогія атрымання высакаякасных монакрышталяў карбіду крэмнію (SiC) будзе развівацца ў некалькіх ключавых напрамках:
1. Павелічэнне памеру пласцін: дыяметр крышталяў SiC павялічыўся з пачатковых міліметраў да цяперашніх 6-цалевых, 8-цалевых і нават большых 12-цалевых пласцін. Падрыхтоўка больш буйных крышталяў SiC павышае эфектыўнасць вытворчасці, зніжае выдаткі і задавальняе патрабаванні магутных прылад.
2. Паляпшэнне якасці крышталяў: Высокаякасныя крышталі SiC маюць вырашальнае значэнне для высокапрадукцыйных прылад. Нягледзячы на значны прагрэс, такія дэфекты, як мікратрубкі, дыслакацыі і прымешкі, усё яшчэ існуюць, што ўплывае на прадукцыйнасць і надзейнасць прылад.
3. Зніжэнне выдаткаў на вытворчасць: Адносна высокі кошт атрымання крышталяў SiC абмяжоўвае яго прымяненне ў некаторых галінах. Зніжэння выдаткаў можна дасягнуць шляхам аптымізацыі працэсаў вырошчвання, павышэння эфектыўнасці вытворчасці і зніжэння выдаткаў на сыравіну.
4. Укараненне інтэлектуальнай вытворчасці: Дзякуючы развіццю штучнага інтэлекту і вялікіх дадзеных, тэхналогія вырошчвання крышталяў SiC будзе ўсё больш выкарыстоўваць інтэлект. Маніторынг і кіраванне ў рэжыме рэальнага часу з дапамогай датчыкаў і аўтаматызаваных сістэм кіравання павышаюць стабільнасць і кіравальнасць працэсу. Адначасова выкарыстанне аналітыкі вялікіх дадзеных аптымізуе дадзеныя аб росце, тым самым паляпшаючы якасць крышталяў і эфектыўнасць вытворчасці.
Тэхналогія атрымання высакаякасных монакрышталяў карбіду крэмнію з'яўляецца адной з актуальных напрамкаў даследаванняў паўправадніковых матэрыялаў. З пастаянным развіццём тэхналогій тэхналогія вырошчвання крышталяў карбіду крэмнію будзе працягваць развівацца і ўдасканальвацца, забяспечваючы больш трывалую аснову для прымянення карбіду крэмнію ў высокатэмпературных, высокачастотных, высокамагутных і іншых галінах.
Час публікацыі: 10 ліпеня 2025 г.