1. Tehnologija dopiranja prahom silicijum karbida
Dopiranje odgovarajuće količine Ce elementa u prah silicijum karbida može postići efekat stabilnog rasta monokristalnog oblika 4H-SiC. Praktično iskustvo je pokazalo da dopiranje Ce elemenata u praškastim materijalima može povećati brzinu rasta kristala silicijum karbida, čineći kristale bržim rastom. Orijentacija silicijum karbida se može kontrolisati, čineći smjer rasta kristala ujednačenijim i pravilnijim. Sprječava stvaranje nečistoća u kristalima, smanjuje stvaranje defekata i olakšava dobijanje kristala monokristalnog oblika i visokokvalitetnih kristala. Može inhibirati koroziju na poleđini kristala i povećati brzinu stvaranja monokristala u kristalu.
2. Tehnologija kontrole gradijenta aksijalnog i radijalnog temperaturnog polja
Aksijalni temperaturni gradijent uglavnom utiče na oblik rasta kristala i efikasnost rasta kristala. Premali temperaturni gradijent će dovesti do pojave heterokristala tokom procesa rasta kristala, a također će uticati na brzinu transporta gasovitih supstanci, što rezultira smanjenjem brzine rasta kristala. Odgovarajući aksijalni i radijalni temperaturni gradijenti olakšavaju brz rast SiC kristala i održavaju stabilnost kvaliteta kristala.
3. Tehnologija kontrole dislokacije bazne ravni (BPD)
Glavni uzrok formiranja BPD defekata je taj što napon smicanja u kristalu premašuje kritični napon smicanjaSiC kristal, što dovodi do aktivacije kliznog sistema. Budući da je BPD okomit na smjer rasta kristala, uglavnom se proizvodi tokom procesa rasta kristala i kasnijeg procesa hlađenja kristala.
4. Tehnologija regulacije i kontrole odnosa komponenti gasne faze
U procesu rasta kristala, povećanje odnosa ugljika i silicija i odnosa komponenti gasne faze u okruženju rasta je efikasna mjera za postizanje stabilnog rasta monokristalnog oblika. Budući da visok odnos ugljika i silicija može smanjiti koalescenciju velikih stepeni i održati nasljeđivanje informacija o rastu na površini kristalnog sjemena, može potisnuti polimorfizam.
5. Tehnologija kontrole niskog stresa
Tokom procesa rasta kristala, prisustvo napona može uzrokovati deformaciju unutrašnjih kristalnih ravniSiCsavijati se, što rezultira lošim kvalitetom kristala, pa čak i pucanjem kristala. Štaviše, veliki napon može dovesti do povećanja dislokacija u osnovnoj ravni pločice. Ovi defekti mogu ući u epitaksijalni sloj tokom epitaksijalnog procesa, što ozbiljno utiče na performanse uređaja u kasnijoj fazi.
Evo nekoliko metoda za poboljšanje procesa smanjenja napona unutar kristala:
1. Podesite raspodjelu temperaturnog polja i parametre procesa kako biste omogućili jednostruki SiCrast kristalanastaviti pod uslovima što bližim ravnoteži.
2. Optimizirajte strukturu i oblik lončića kako biste omogućili kristalu da raste što slobodnije u neograničenom stanju.
3. Što se tiče fiksiranja kristala sjemena, modificirajte proces fiksiranja kako biste smanjili razliku u koeficijentima termičkog širenja između kristala sjemena i držača grafita tokom zagrijavanja, čime se minimizira unutrašnje naprezanje unutar 4H-SiC monokristala. Uobičajeni pristup je ostavljanje razmaka od 2 mm između kristala sjemena i držača grafita.
4. Modificirajte proces žarenja kristala primjenom žarenja s hlađenjem u peći. Podesite temperaturu i trajanje žarenja kako biste u potpunosti oslobodili unutrašnje naprezanje unutar kristala.
Gledajući u budućnost, tehnologija pripreme visokokvalitetnih monokristala silicijum karbida (SiC) razvijat će se u nekoliko ključnih pravaca:
1. Povećanje veličine pločice: Prečnik SiC kristala napredovao je od početnih milimetara do trenutnih pločica od 6 inča, 8 inča, pa čak i većih 12 inča. Priprema većih SiC kristala povećava efikasnost proizvodnje, smanjuje troškove i zadovoljava zahtjeve uređaja velike snage.
2. Poboljšanje kvaliteta kristala: Visokokvalitetni SiC kristali su ključni za visokoperformansne uređaje. Iako je postignut značajan napredak, defekti poput mikrocijevi, dislokacija i nečistoća i dalje postoje, što utiče na performanse i pouzdanost uređaja.
3. Smanjenje troškova proizvodnje: Relativno visoki troškovi pripreme SiC kristala ograničavaju njegovu primjenu u određenim oblastima. Smanjenje troškova može se postići optimizacijom procesa rasta, poboljšanjem efikasnosti proizvodnje i smanjenjem troškova sirovina.
4. Implementacija inteligentne proizvodnje: S napretkom u umjetnoj inteligenciji i velikim podacima, tehnologija rasta SiC kristala će sve više prihvatati inteligenciju. Praćenje i kontrola u stvarnom vremenu putem senzora i automatiziranih sistema upravljanja poboljšavaju stabilnost i upravljivost procesa. Istovremeno, korištenje analitike velikih podataka optimizira podatke o rastu, čime se poboljšava kvalitet kristala i efikasnost proizvodnje.
Tehnologija pripreme visokokvalitetnih monokristala silicijum karbida jedna je od trenutnih vrućih tačaka u istraživanju poluprovodničkih materijala. S kontinuiranim napretkom tehnologije, tehnologija rasta kristala silicijum karbida će se nastaviti razvijati i poboljšavati, pružajući čvršću osnovu za primjenu silicijum karbida u oblastima visokih temperatura, visokih frekvencija, velike snage i drugim oblastima.
Vrijeme objave: 10. jul 2025.