ক্রিস্টাল গ্রোথ ফার্নেস হল মূল সরঞ্জাম যাসিলিকন কার্বাইডক্রিস্টাল গ্রোথ। এটি প্রচলিত ক্রিস্টালাইন সিলিকন গ্রেড ক্রিস্টাল গ্রোথ ফার্নেসের অনুরূপ। ফার্নেসের গঠন খুব বেশি জটিল নয়। এটি প্রধানত ফার্নেস বডি, হিটিং সিস্টেম, কয়েল ট্রান্সমিশন মেকানিজম, ভ্যাকুয়াম অ্যাকুইজিশন ও মেজারমেন্ট সিস্টেম, গ্যাস পাথ সিস্টেম, কুলিং সিস্টেম, কন্ট্রোল সিস্টেম ইত্যাদি দ্বারা গঠিত। থার্মাল ফিল্ড এবং প্রসেস কন্ডিশন এর মূল সূচকগুলো নির্ধারণ করে।সিলিকন কার্বাইড স্ফটিকযেমন গুণমান, আকার, পরিবাহিতা ইত্যাদি।
একদিকে, বৃদ্ধির সময় তাপমাত্রাসিলিকন কার্বাইড স্ফটিকএর পরিমাণ অনেক বেশি এবং তা পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব নয়। সুতরাং, মূল অসুবিধাটি প্রক্রিয়াটির মধ্যেই নিহিত। প্রধান অসুবিধাগুলো নিম্নরূপ:
(1) তাপ ক্ষেত্র নিয়ন্ত্রণে অসুবিধা:
বদ্ধ উচ্চ-তাপমাত্রার গহ্বর পর্যবেক্ষণ করা কঠিন এবং অনিয়ন্ত্রণযোগ্য। উচ্চ মাত্রার অটোমেশন এবং পর্যবেক্ষণযোগ্য ও নিয়ন্ত্রণযোগ্য ক্রিস্টাল গ্রোথ প্রক্রিয়াযুক্ত প্রচলিত সিলিকন-ভিত্তিক সলিউশন ডাইরেক্ট-পুল ক্রিস্টাল গ্রোথ সরঞ্জামের থেকে ভিন্ন, সিলিকন কার্বাইড ক্রিস্টাল ২,০০০℃-এর বেশি উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে একটি বদ্ধ স্থানে বৃদ্ধি পায়, এবং উৎপাদনের সময় বৃদ্ধির তাপমাত্রা সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন, যা তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণকে কঠিন করে তোলে;
(2) স্ফটিকের আকার নিয়ন্ত্রণে অসুবিধা:
বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সময় মাইক্রোপাইপ, পলিমরফিক ইনক্লুশন, ডিসলোকেশন এবং অন্যান্য ত্রুটি ঘটার প্রবণতা থাকে এবং এগুলো একে অপরকে প্রভাবিত করে ও বিকশিত করে। মাইক্রোপাইপ (MP) হলো কয়েক মাইক্রন থেকে কয়েক দশ মাইক্রন আকারের এক ধরনের থ্রু-টাইপ ত্রুটি, যা ডিভাইসের জন্য মারাত্মক ত্রুটি। সিলিকন কার্বাইড একক স্ফটিকের ২০০-এরও বেশি বিভিন্ন স্ফটিক রূপ রয়েছে, কিন্তু উৎপাদনের জন্য প্রয়োজনীয় সেমিকন্ডাক্টর উপাদান হিসেবে কেবল কয়েকটি স্ফটিক কাঠামোই (4H টাইপ) ব্যবহৃত হয়। বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সময় স্ফটিক রূপের রূপান্তর সহজেই ঘটে, যার ফলে পলিমরফিক ইনক্লুশন ত্রুটি দেখা দেয়। তাই, সিলিকন-কার্বন অনুপাত, বৃদ্ধির তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট, স্ফটিক বৃদ্ধির হার এবং বায়ুপ্রবাহের চাপের মতো প্যারামিটারগুলো সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। এছাড়াও, সিলিকন কার্বাইড একক স্ফটিক বৃদ্ধির তাপীয় ক্ষেত্রে একটি তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট থাকে, যা স্ফটিক বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সময় সহজাত অভ্যন্তরীণ পীড়ন এবং ফলস্বরূপ ডিসলোকেশন (বেসাল প্লেন ডিসলোকেশন BPD, স্ক্রু ডিসলোকেশন TSD, এজ ডিসলোকেশন TED) সৃষ্টি করে, যার ফলে পরবর্তী এপিট্যাক্সি এবং ডিভাইসের গুণমান ও কার্যকারিতা প্রভাবিত হয়।
(3) ডোপিং নিয়ন্ত্রণ কঠিন:
দিকনির্দেশিত ডোপিং সহ একটি পরিবাহী স্ফটিক পেতে হলে বাহ্যিক অশুদ্ধির সংযোজন কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে;
(4) ধীর বৃদ্ধির হার:
সিলিকন কার্বাইডের বৃদ্ধির হার খুব ধীর। প্রচলিত সিলিকন উপাদান থেকে একটি স্ফটিক দণ্ড তৈরি হতে মাত্র ৩ দিন সময় লাগে, যেখানে সিলিকন কার্বাইডের স্ফটিক দণ্ডের জন্য ৭ দিন প্রয়োজন হয়। এর ফলে স্বাভাবিকভাবেই সিলিকন কার্বাইডের উৎপাদন দক্ষতা কম হয় এবং এর উৎপাদনও অত্যন্ত সীমিত থাকে।
অন্যদিকে, সিলিকন কার্বাইড এপিটেক্সিয়াল গ্রোথের প্যারামিটারগুলো অত্যন্ত চাহিদাপূর্ণ, যার মধ্যে রয়েছে যন্ত্রপাতির বায়ুরোধী অবস্থা, রিঅ্যাকশন চেম্বারে গ্যাসের চাপের স্থিতিশীলতা, গ্যাস প্রবেশের সময়ের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ, গ্যাসের অনুপাতের নির্ভুলতা এবং ডিপোজিশন তাপমাত্রার কঠোর ব্যবস্থাপনা। বিশেষ করে, ডিভাইসের ভোল্টেজ রেজিস্ট্যান্স লেভেলের উন্নতির সাথে সাথে এপিটেক্সিয়াল ওয়েফারের মূল প্যারামিটারগুলো নিয়ন্ত্রণের জটিলতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। এছাড়াও, এপিটেক্সিয়াল লেয়ারের পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে, পুরুত্ব নিশ্চিত করার পাশাপাশি রেজিস্ট্যান্সের সমরূপতা নিয়ন্ত্রণ করা এবং ত্রুটির ঘনত্ব কমানো আরেকটি বড় চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়িয়েছে। বৈদ্যুতিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায়, বিভিন্ন প্যারামিটার যাতে নির্ভুলভাবে এবং স্থিতিশীলভাবে নিয়ন্ত্রিত হতে পারে তা নিশ্চিত করার জন্য উচ্চ-নির্ভুল সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটর সংযুক্ত করা প্রয়োজন। একই সাথে, নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমের অপটিমাইজেশনও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সিলিকন কার্বাইড এপিটেক্সিয়াল গ্রোথ প্রক্রিয়ার বিভিন্ন পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার জন্য ফিডব্যাক সিগন্যাল অনুযায়ী রিয়েল টাইমে নিয়ন্ত্রণ কৌশল সামঞ্জস্য করার ক্ষমতা থাকা প্রয়োজন।
প্রধান অসুবিধাগুলিসিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটউৎপাদন:
পোস্ট করার সময়: জুন-০৭-২০২৪