Y ffwrnais twf crisial yw'r offer craidd ar gyfercarbid silicontwf crisial. Mae'n debyg i'r ffwrnais twf crisial gradd silicon crisialog draddodiadol. Nid yw strwythur y ffwrnais yn gymhleth iawn. Mae'n cynnwys corff y ffwrnais yn bennaf, system wresogi, mecanwaith trosglwyddo coil, system gaffael a mesur gwactod, system llwybr nwy, system oeri, system reoli, ac ati. Mae'r maes thermol a'r amodau proses yn pennu dangosyddion allweddolgrisial silicon carbidfel ansawdd, maint, dargludedd ac yn y blaen.
Ar y naill law, y tymheredd yn ystod twfgrisial silicon carbidyn uchel iawn ac ni ellir ei fonitro. Felly, y prif anhawster yw'r broses ei hun. Y prif anawsterau yw'r canlynol:
(1) Anhawster rheoli maes thermol:
Mae monitro'r ceudod tymheredd uchel caeedig yn anodd ac yn anghontrolladwy. Yn wahanol i'r offer twf crisial tynnu uniongyrchol traddodiadol sy'n seiliedig ar silicon gyda gradd uchel o awtomeiddio a phroses twf crisial y gellir ei harsylwi a'i rheoli, mae crisialau silicon carbide yn tyfu mewn gofod caeedig mewn amgylchedd tymheredd uchel uwchlaw 2,000 ℃, ac mae angen rheoli'r tymheredd twf yn fanwl gywir yn ystod y cynhyrchiad, sy'n gwneud rheoli tymheredd yn anodd;
(2) Anhawster rheoli ffurf grisial:
Mae microbibellau, cynhwysiadau polymorffig, dadleoliadau a diffygion eraill yn dueddol o ddigwydd yn ystod y broses dyfu, ac maent yn effeithio ar ei gilydd ac yn esblygu ei gilydd. Mae microbibellau (MP) yn ddiffygion math trwodd gyda maint o sawl micron i ddegau o ficron, sy'n ddiffygion lladd dyfeisiau. Mae crisialau sengl silicon carbid yn cynnwys mwy na 200 o wahanol ffurfiau crisial, ond dim ond ychydig o strwythurau crisial (math 4H) yw'r deunyddiau lled-ddargludyddion sydd eu hangen ar gyfer cynhyrchu. Mae trawsnewid ffurf grisial yn hawdd digwydd yn ystod y broses dyfu, gan arwain at ddiffygion cynhwysiant polymorffig. Felly, mae angen rheoli paramedrau fel cymhareb silicon-carbon, graddiant tymheredd twf, cyfradd twf crisial, a phwysau llif aer yn gywir. Yn ogystal, mae graddiant tymheredd ym maes thermol twf crisial sengl silicon carbid, sy'n arwain at straen mewnol brodorol a'r dadleoliadau canlyniadol (dadleoliad plân sylfaenol BPD, dadleoliad sgriw TSD, dadleoliad ymyl TED) yn ystod y broses twf crisial, a thrwy hynny'n effeithio ar ansawdd a pherfformiad epitacsi a dyfeisiau dilynol.
(3) Rheoli dopio anodd:
Rhaid rheoli cyflwyno amhureddau allanol yn llym i gael grisial dargludol gyda dopio cyfeiriadol;
(4) Cyfradd twf araf:
Mae cyfradd twf silicon carbid yn araf iawn. Dim ond 3 diwrnod sydd eu hangen ar ddeunyddiau silicon traddodiadol i dyfu'n wialen grisial, tra bod angen 7 diwrnod ar wiail grisial silicon carbid. Mae hyn yn arwain at effeithlonrwydd cynhyrchu naturiol is o silicon carbid ac allbwn cyfyngedig iawn.
Ar y llaw arall, mae paramedrau twf epitacsial silicon carbid yn hynod heriol, gan gynnwys aerglosrwydd yr offer, sefydlogrwydd pwysedd y nwy yn y siambr adwaith, rheolaeth fanwl gywir ar amser cyflwyno'r nwy, cywirdeb y gymhareb nwy, a rheolaeth lem ar dymheredd y dyddodiad. Yn benodol, gyda gwelliant lefel gwrthiant foltedd y ddyfais, mae anhawster rheoli paramedrau craidd y wafer epitacsial wedi cynyddu'n sylweddol. Yn ogystal, gyda'r cynnydd yn nhrwch yr haen epitacsial, mae sut i reoli unffurfiaeth y gwrthedd a lleihau dwysedd y diffyg wrth sicrhau'r trwch wedi dod yn her fawr arall. Yn y system reoli drydanedig, mae angen integreiddio synwyryddion ac actuators manwl iawn i sicrhau y gellir rheoleiddio amrywiol baramedrau yn gywir ac yn sefydlog. Ar yr un pryd, mae optimeiddio'r algorithm rheoli hefyd yn hanfodol. Mae angen iddo allu addasu'r strategaeth reoli mewn amser real yn ôl y signal adborth i addasu i amrywiol newidiadau yn y broses twf epitacsial silicon carbid.
Prif anawsterau ynswbstrad silicon carbidgweithgynhyrchu:
Amser postio: Mehefin-07-2024