Peć za rast kristala je osnovna oprema zasilicijum karbidRast kristala. Slična je tradicionalnoj peći za rast kristala kristalnog silicija. Struktura peći nije jako složena. Uglavnom se sastoji od tijela peći, sistema grijanja, mehanizma za prijenos zavojnice, sistema za akviziciju i mjerenje vakuuma, sistema za protok plina, sistema za hlađenje, kontrolnog sistema itd. Termičko polje i procesni uslovi određuju ključne pokazateljeKristal silicijum karbidakao što su kvalitet, veličina, provodljivost i tako dalje.
S jedne strane, temperatura tokom rastaKristal silicijum karbidaje vrlo visok i ne može se pratiti. Stoga, glavna poteškoća leži u samom procesu. Glavne poteškoće su sljedeće:
(1) Teškoće u kontroli termalnog polja:
Praćenje zatvorene visokotemperaturne šupljine je teško i nekontrolirano. Za razliku od tradicionalne opreme za rast kristala direktnim izvlačenjem iz rastvora na bazi silicija, sa visokim stepenom automatizacije i vidljivim i kontrolisanim procesom rasta kristala, kristali silicijum karbida rastu u zatvorenom prostoru u okruženju visoke temperature iznad 2.000 ℃, a temperatura rasta mora biti precizno kontrolisana tokom proizvodnje, što otežava kontrolu temperature;
(2) Teškoća u kontroli kristalnog oblika:
Mikrocjevčice, polimorfne inkluzije, dislokacije i drugi defekti skloni su pojavi tokom procesa rasta, te međusobno utiču i razvijaju se. Mikrocjevčice (MP) su defekti prolaznog tipa veličine od nekoliko mikrona do desetina mikrona, koji su ključni defekti uređaja. Monokristali silicijum karbida uključuju više od 200 različitih kristalnih oblika, ali samo nekoliko kristalnih struktura (4H tip) su poluprovodnički materijali potrebni za proizvodnju. Transformacija kristalnog oblika se lako dešava tokom procesa rasta, što rezultira polimorfnim defektima inkluzije. Stoga je potrebno precizno kontrolisati parametre kao što su odnos silicijum-ugljik, temperaturni gradijent rasta, brzina rasta kristala i pritisak protoka vazduha. Pored toga, postoji temperaturni gradijent u termičkom polju rasta monokristala silicijum karbida, što dovodi do izvornog unutrašnjeg napona i rezultirajućih dislokacija (dislokacija bazalne ravni BPD, dislokacija vijaka TSD, dislokacija ivice TED) tokom procesa rasta kristala, što utiče na kvalitet i performanse naknadne epitaksije i uređaja.
(3) Teška doping kontrola:
Uvođenje vanjskih nečistoća mora biti strogo kontrolirano kako bi se dobio provodni kristal s usmjerenim dopiranjem;
(4) Spora stopa rasta:
Stopa rasta silicijum karbida je vrlo spora. Tradicionalnim silicijumskim materijalima potrebna su samo 3 dana da izrastu u kristalnu šipku, dok kristalnim šipkama silicijum karbida treba 7 dana. To dovodi do prirodno niže efikasnosti proizvodnje silicijum karbida i vrlo ograničenog prinosa.
S druge strane, parametri epitaksijalnog rasta silicijum karbida su izuzetno zahtjevni, uključujući hermetičnost opreme, stabilnost pritiska gasa u reakcijskoj komori, preciznu kontrolu vremena uvođenja gasa, tačnost odnosa gasa i strogo upravljanje temperaturom taloženja. Posebno, s poboljšanjem nivoa naponskog otpora uređaja, značajno se povećala težina kontrole parametara jezgra epitaksijalne pločice. Pored toga, s povećanjem debljine epitaksijalnog sloja, još jedan veliki izazov postao je način kontrole ujednačenosti otpora i smanjenja gustine defekata uz osiguranje debljine. U elektrificiranom sistemu upravljanja potrebno je integrirati visokoprecizne senzore i aktuatore kako bi se osiguralo da se različiti parametri mogu precizno i stabilno regulisati. Istovremeno, ključna je i optimizacija algoritma upravljanja. Potrebno je da bude u mogućnosti da prilagodi strategiju upravljanja u realnom vremenu prema povratnom signalu kako bi se prilagodio različitim promjenama u procesu epitaksijalnog rasta silicijum karbida.
Glavne poteškoće usilicijum karbidna podlogaproizvodnja:
Vrijeme objave: 07.06.2024.