1. Технология за легиране на силициев карбид на прах
Легирането на подходящо количество Ce елемент в силициев карбидния прах може да постигне ефекта на стабилен растеж на монокристалната форма на 4H-SiC. Практическият опит показва, че легирането на Ce елементи в прахообразните материали може да увеличи скоростта на растеж на кристалите от силициев карбид, което прави кристалите да растат по-бързо. Ориентацията на силициевия карбид може да се контролира, което прави посоката на растеж на кристала по-равномерна и правилна. Това инхибира образуването на примеси в кристалите, намалява образуването на дефекти и улеснява получаването на монокристални кристали и висококачествени кристали. Може да инхибира корозията на гърба на кристала и да увеличи скоростта на образуване на монокристални кристали.
2. Технология за контрол на градиента на аксиално и радиално температурно поле
Аксиалният температурен градиент влияе главно върху формата на растеж на кристалите и ефективността на растежа им. Твърде малкият температурен градиент ще доведе до появата на хетерокристали по време на процеса на растеж на кристалите, а също така ще повлияе на скоростта на транспортиране на газообразни вещества, което ще доведе до намаляване на скоростта на растеж на кристалите. Подходящите аксиални и радиални температурни градиенти улесняват бързия растеж на SiC кристалите и поддържат стабилността на качеството на кристалите.
3. Технология за контрол на дислокациите в базисната равнина (BPD)
Основната причина за образуването на BPD дефекти е, че напрежението на срязване в кристала надвишава критичното напрежение на срязване на...SiC кристал, което води до активиране на системата за приплъзване. Тъй като BPD е перпендикулярна на посоката на растеж на кристала, тя се произвежда главно по време на процеса на растеж на кристала и по-късния процес на охлаждане на кристала.
4. Технология за регулиране и контрол на съотношението на компонентите в газовата фаза
В процеса на растеж на кристали, увеличаването на съотношението въглерод-силиций и съотношението на компонентите в газовата фаза в растежната среда е ефективна мярка за постигане на стабилен растеж на монокристална форма. Тъй като високото съотношение въглерод-силиций може да намали коалесценцията на големите стъпки и да запази унаследяването на информацията за растеж върху повърхността на зародишния кристал, то може да потисне полиморфизма.
5. Технология за контрол на ниското напрежение
По време на процеса на растеж на кристалите, наличието на напрежение може да доведе до разрушаване на вътрешните кристални равнини на...SiCда се огънат, което води до лошо качество на кристала и дори до напукване на кристала. Освен това, голямото напрежение може да доведе до увеличаване на дислокациите в основната равнина на пластината. Тези дефекти могат да проникнат в епитаксиалния слой по време на епитаксиалния процес, което сериозно ще повлияе на производителността на устройството на по-късен етап.
Ето няколко метода за подобряване на процеса за намаляване на напрежението в кристала:
1. Регулирайте разпределението на температурното поле и параметрите на процеса, за да активирате единичното SiCрастеж на кристалида протича при условия, възможно най-близки до равновесни.
2. Оптимизирайте структурата и формата на тигела, за да позволите на кристала да расте възможно най-свободно в неограничено състояние.
3. Що се отнася до фиксирането на зародишния кристал, модифицирайте процеса на фиксиране, за да намалите разликата в коефициентите на термично разширение между зародишния кристал и графитния държач по време на нагряване, като по този начин минимизирате вътрешното напрежение в 4H-SiC монокристала. Често срещан подход е да се остави разстояние от 2 мм между зародишния кристал и графитния държач.
4. Модифицирайте процеса на отгряване на кристала, като приложите отгряване с охлаждане в пещ. Регулирайте температурата и продължителността на отгряване, за да освободите напълно вътрешното напрежение в кристала.
В бъдеще технологията за получаване на висококачествени монокристали от силициев карбид (SiC) ще се развива в няколко ключови посоки:
1. Увеличаване на размера на пластините: Диаметърът на SiC кристалите се е увеличил от първоначалните милиметри до настоящите 6-инчови, 8-инчови и дори по-големи 12-инчови пластини. Производството на по-големи SiC кристали повишава ефективността на производството, намалява разходите и отговаря на изискванията на устройства с висока мощност.
2. Подобряване на качеството на кристалите: Висококачествените SiC кристали са от решаващо значение за високопроизводителните устройства. Въпреки значителен напредък, дефекти като микротръбички, дислокации и примеси все още съществуват, което влияе върху производителността и надеждността на устройството.
3. Намаляване на производствените разходи: Сравнително високата цена на получаването на кристали SiC ограничава приложението му в определени области. Намаляването на разходите може да се постигне чрез оптимизиране на процесите на растеж, подобряване на ефективността на производството и намаляване на разходите за суровини.
4. Внедряване на интелигентно производство: С напредъка в областта на изкуствения интелект и големите данни, технологията за растеж на SiC кристали ще обхваща все повече интелигентността. Мониторингът и контролът в реално време чрез сензори и автоматизирани системи за управление подобряват стабилността и управляемостта на процеса. Едновременно с това, използването на анализи на големи данни оптимизира данните за растежа, като по този начин подобрява качеството на кристалите и ефективността на производството.
Технологията за получаване на висококачествени монокристали от силициев карбид е една от най-актуалните теми в изследванията на полупроводникови материали. С непрекъснатото развитие на технологиите, технологията за растеж на кристали от силициев карбид ще продължи да се развива и усъвършенства, осигурявайки по-солидна основа за приложението на силициев карбид във високотемпературни, високочестотни, високоенергийни и други области.
Време на публикуване: 10 юли 2025 г.