Ο φούρνος ανάπτυξης κρυστάλλων είναι ο βασικός εξοπλισμός γιακαρβίδιο του πυριτίουανάπτυξη κρυστάλλων. Είναι παρόμοιο με τον παραδοσιακό κλίβανο ανάπτυξης κρυστάλλων κρυσταλλικού πυριτίου. Η δομή του κλιβάνου δεν είναι πολύ περίπλοκη. Αποτελείται κυρίως από το σώμα του κλιβάνου, το σύστημα θέρμανσης, τον μηχανισμό μετάδοσης πηνίου, το σύστημα λήψης και μέτρησης κενού, το σύστημα διαδρομής αερίου, το σύστημα ψύξης, το σύστημα ελέγχου κ.λπ. Το θερμικό πεδίο και οι συνθήκες διεργασίας καθορίζουν τους βασικούς δείκτες τηςκρύσταλλο καρβιδίου του πυριτίουόπως ποιότητα, μέγεθος, αγωγιμότητα και ούτω καθεξής.
Από τη μία πλευρά, η θερμοκρασία κατά την ανάπτυξηκρύσταλλο καρβιδίου του πυριτίουείναι πολύ υψηλό και δεν μπορεί να παρακολουθηθεί. Συνεπώς, η κύρια δυσκολία έγκειται στην ίδια τη διαδικασία. Οι κύριες δυσκολίες είναι οι εξής:
(1) Δυσκολία στον έλεγχο του θερμικού πεδίου:
Η παρακολούθηση της κλειστής κοιλότητας υψηλής θερμοκρασίας είναι δύσκολη και ανεξέλεγκτη. Σε αντίθεση με τον παραδοσιακό εξοπλισμό ανάπτυξης κρυστάλλων άμεσης έλξης με βάση το πυρίτιο, ο οποίος διαθέτει υψηλό βαθμό αυτοματισμού και παρατηρήσιμη και ελεγχόμενη διαδικασία ανάπτυξης κρυστάλλων, οι κρύσταλλοι καρβιδίου του πυριτίου αναπτύσσονται σε κλειστό χώρο σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας άνω των 2.000℃ και η θερμοκρασία ανάπτυξης πρέπει να ελέγχεται με ακρίβεια κατά την παραγωγή, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον έλεγχο της θερμοκρασίας.
(2) Δυσκολία στον έλεγχο της κρυσταλλικής μορφής:
Μικροσωλήνες, πολυμορφικά εγκλείσματα, εξαρθρώσεις και άλλα ελαττώματα είναι επιρρεπή σε εμφάνιση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης και επηρεάζουν και εξελίσσονται μεταξύ τους. Οι μικροσωλήνες (MP) είναι ελαττώματα διαμπερούς τύπου με μέγεθος από μερικά μικρά έως δεκάδες μικρά, τα οποία είναι θανατηφόρα ελαττώματα των συσκευών. Οι μονοκρύσταλλοι καρβιδίου του πυριτίου περιλαμβάνουν περισσότερες από 200 διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές, αλλά μόνο λίγες κρυσταλλικές δομές (τύπου 4H) είναι τα ημιαγωγικά υλικά που απαιτούνται για την παραγωγή. Ο μετασχηματισμός της κρυσταλλικής μορφής είναι εύκολο να συμβεί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης, με αποτέλεσμα ελαττώματα πολυμορφικής εγκλεισμού. Επομένως, είναι απαραίτητο να ελέγχονται με ακρίβεια παράμετροι όπως η αναλογία πυριτίου-άνθρακα, η κλίση θερμοκρασίας ανάπτυξης, ο ρυθμός ανάπτυξης κρυστάλλων και η πίεση ροής αέρα. Επιπλέον, υπάρχει μια κλίση θερμοκρασίας στο θερμικό πεδίο της ανάπτυξης μονοκρυστάλλου καρβιδίου του πυριτίου, η οποία οδηγεί σε εγγενή εσωτερική τάση και τις προκύπτουσες εξαρθρώσεις (εξάρθρωση βασικού επιπέδου BPD, εξάρθρωση κοχλία TSD, εξάρθρωση ακμής TED) κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης κρυστάλλων, επηρεάζοντας έτσι την ποιότητα και την απόδοση της επακόλουθης επιταξίας και των συσκευών.
(3) Δύσκολος έλεγχος ντόπινγκ:
Η εισαγωγή εξωτερικών ακαθαρσιών πρέπει να ελέγχεται αυστηρά για να ληφθεί ένας αγώγιμος κρύσταλλος με κατευθυντική πρόσμιξη.
(4) Αργός ρυθμός ανάπτυξης:
Ο ρυθμός ανάπτυξης του καρβιδίου του πυριτίου είναι πολύ αργός. Τα παραδοσιακά υλικά πυριτίου χρειάζονται μόνο 3 ημέρες για να αναπτυχθούν σε κρυσταλλική ράβδο, ενώ οι κρυσταλλικές ράβδοι καρβιδίου του πυριτίου χρειάζονται 7 ημέρες. Αυτό οδηγεί σε φυσικά χαμηλότερη απόδοση παραγωγής καρβιδίου του πυριτίου και πολύ περιορισμένη παραγωγή.
Από την άλλη πλευρά, οι παράμετροι της επιταξιακής ανάπτυξης καρβιδίου του πυριτίου είναι εξαιρετικά απαιτητικές, συμπεριλαμβανομένης της αεροστεγανότητας του εξοπλισμού, της σταθερότητας της πίεσης του αερίου στον θάλαμο αντίδρασης, του ακριβούς ελέγχου του χρόνου εισαγωγής αερίου, της ακρίβειας της αναλογίας αερίου και της αυστηρής διαχείρισης της θερμοκρασίας εναπόθεσης. Συγκεκριμένα, με τη βελτίωση του επιπέδου αντίστασης τάσης της συσκευής, η δυσκολία ελέγχου των παραμέτρων πυρήνα του επιταξιακού πλακιδίου έχει αυξηθεί σημαντικά. Επιπλέον, με την αύξηση του πάχους του επιταξιακού στρώματος, ο τρόπος ελέγχου της ομοιομορφίας της ειδικής αντίστασης και της μείωσης της πυκνότητας των ελαττωμάτων, διασφαλίζοντας παράλληλα το πάχος, έχει γίνει μια άλλη σημαντική πρόκληση. Στο ηλεκτρισμένο σύστημα ελέγχου, είναι απαραίτητο να ενσωματωθούν αισθητήρες και ενεργοποιητές υψηλής ακρίβειας για να διασφαλιστεί ότι διάφορες παράμετροι μπορούν να ρυθμιστούν με ακρίβεια και σταθερότητα. Ταυτόχρονα, η βελτιστοποίηση του αλγορίθμου ελέγχου είναι επίσης κρίσιμη. Πρέπει να είναι σε θέση να προσαρμόζει τη στρατηγική ελέγχου σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με το σήμα ανάδρασης για να προσαρμόζεται σε διάφορες αλλαγές στη διαδικασία επιταξιακής ανάπτυξης καρβιδίου του πυριτίου.
Κύριες δυσκολίες στουπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίουβιομηχανοποίηση:
Ώρα δημοσίευσης: 07 Ιουνίου 2024