1. Τεχνολογία πρόσμιξης σκόνης καρβιδίου του πυριτίου
Η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας στοιχείου Ce σε σκόνη καρβιδίου του πυριτίου μπορεί να επιτύχει το αποτέλεσμα της σταθερής ανάπτυξης της μονοκρυσταλλικής μορφής του 4H-SiC. Η πρακτική εμπειρία έχει δείξει ότι η προσθήκη στοιχείων Ce σε υλικά σε σκόνη μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό ανάπτυξης των κρυστάλλων καρβιδίου του πυριτίου, επιταχύνοντας την ανάπτυξη των κρυστάλλων. Ο προσανατολισμός του καρβιδίου του πυριτίου μπορεί να ελεγχθεί, καθιστώντας την κατεύθυνση ανάπτυξης των κρυστάλλων πιο ομοιόμορφη και ομαλή. Αναστέλλει τη δημιουργία ακαθαρσιών στους κρυστάλλους, μειώνει τον σχηματισμό ελαττωμάτων και διευκολύνει την απόκτηση κρυστάλλων μονοκρυσταλλικής μορφής και κρυστάλλων υψηλής ποιότητας. Μπορεί να αναστείλει τη διάβρωση στο πίσω μέρος του κρυστάλλου και να αυξήσει τον ρυθμό μονοκρυστάλλωσης του κρυστάλλου.
2. Τεχνολογία ελέγχου κλίσης αξονικού και ακτινικού πεδίου θερμοκρασίας
Η αξονική θερμοκρασιακή διαβάθμιση επηρεάζει κυρίως τη μορφή και την αποτελεσματικότητα της ανάπτυξης των κρυστάλλων. Μια πολύ μικρή θερμοκρασιακή διαβάθμιση θα οδηγήσει στην εμφάνιση ετεροκρυστάλλων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης των κρυστάλλων και θα επηρεάσει επίσης τον ρυθμό μεταφοράς αερίων ουσιών, με αποτέλεσμα τη μείωση του ρυθμού ανάπτυξης των κρυστάλλων. Οι κατάλληλες αξονικές και ακτινικές θερμοκρασιακές διαβαθμίσεις διευκολύνουν την ταχεία ανάπτυξη των κρυστάλλων SiC και διατηρούν τη σταθερότητα της ποιότητας των κρυστάλλων.
3. Τεχνολογία ελέγχου εξάρθρωσης επιπέδου βάσης (BPD)
Η κύρια αιτία σχηματισμού ελαττώματος BPD είναι ότι η διατμητική τάση στον κρύσταλλο υπερβαίνει την κρίσιμη διατμητική τάση τουΚρύσταλλο SiC, οδηγώντας στην ενεργοποίηση του συστήματος ολίσθησης. Επειδή η BPD είναι κάθετη προς την κατεύθυνση ανάπτυξης των κρυστάλλων, παράγεται κυρίως κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης των κρυστάλλων και της μετέπειτα διαδικασίας ψύξης των κρυστάλλων.
4. Τεχνολογία ρύθμισης και ελέγχου αναλογίας συστατικών αέριας φάσης
Στη διαδικασία ανάπτυξης κρυστάλλων, η αύξηση της αναλογίας άνθρακα-πυριτίου και της αναλογίας συστατικών αέριας φάσης στο περιβάλλον ανάπτυξης είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο για την επίτευξη σταθερής ανάπτυξης μιας μονοκρυσταλλικής μορφής. Επειδή μια υψηλή αναλογία άνθρακα-πυριτίου μπορεί να μειώσει τη συγχώνευση μεγάλου σταδίου και να διατηρήσει την κληρονομικότητα των πληροφοριών ανάπτυξης στην επιφάνεια του κρυστάλλου-πυριτίου, μπορεί να καταστείλει τον πολυμορφισμό.
5. Τεχνολογία ελέγχου χαμηλής πίεσης
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης κρυστάλλων, η παρουσία τάσης μπορεί να προκαλέσει τα εσωτερικά κρυσταλλικά επίπεδα τουΟύτωνα λυγίσει, με αποτέλεσμα κακή ποιότητα κρυστάλλων, ακόμη και ρωγμές κρυστάλλων. Επιπλέον, η μεγάλη τάση μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση των εξαρθρώσεων στο βασικό επίπεδο του πλακιδίου. Αυτά τα ελαττώματα μπορούν να εισέλθουν στο επιταξιακό στρώμα κατά τη διάρκεια της επιταξιακής διαδικασίας, επηρεάζοντας σοβαρά την απόδοση της συσκευής στο μεταγενέστερο στάδιο.
Ακολουθούν αρκετές μέθοδοι για τη βελτίωση της διαδικασίας μείωσης της τάσης μέσα στον κρύσταλλο:
1. Προσαρμόστε την κατανομή πεδίου θερμοκρασίας και τις παραμέτρους διεργασίας για να ενεργοποιήσετε το SiC singleανάπτυξη κρυστάλλωννα προχωρήσουμε υπό συνθήκες όσο το δυνατόν πιο κοντά στην ισορροπία.
2. Βελτιστοποιήστε τη δομή και το σχήμα του χωνευτηρίου ώστε να επιτρέψετε στον κρύσταλλο να αναπτυχθεί όσο το δυνατόν πιο ελεύθερα σε μια κατάσταση χωρίς περιορισμούς.
3. Όσον αφορά τη στερέωση κρυστάλλου βλαστού, τροποποιήστε τη διαδικασία στερέωσης για να μειώσετε τη διαφορά στους συντελεστές θερμικής διαστολής μεταξύ του κρυστάλλου βλαστού και της θήκης γραφίτη κατά τη θέρμανση, ελαχιστοποιώντας έτσι την εσωτερική τάση εντός του μονοκρυστάλλου 4H-SiC. Μια συνήθης προσέγγιση είναι να αφήνετε ένα κενό 2 mm μεταξύ του κρυστάλλου βλαστού και της θήκης γραφίτη.
4. Τροποποιήστε τη διαδικασία ανόπτησης κρυστάλλου εφαρμόζοντας ανόπτηση με ψύξη σε φούρνο για τον κρύσταλλο. Προσαρμόστε τη θερμοκρασία και τη διάρκεια της ανόπτησης για να απελευθερώσετε πλήρως την εσωτερική τάση μέσα στον κρύσταλλο.
Κοιτώντας μπροστά, η τεχνολογία παρασκευής μονοκρυστάλλων υψηλής ποιότητας από καρβίδιο του πυριτίου (SiC) θα αναπτυχθεί προς διάφορες βασικές κατευθύνσεις:
1. Αύξηση μεγέθους πλακιδίων: Η διάμετρος των κρυστάλλων SiC έχει αυξηθεί από τα αρχικά χιλιοστά στα τρέχοντα πλακίδια των 6 ιντσών, 8 ιντσών και ακόμη μεγαλύτερα των 12 ιντσών. Η παρασκευή μεγαλύτερων κρυστάλλων SiC βελτιώνει την αποδοτικότητα της παραγωγής, μειώνει το κόστος και καλύπτει τις απαιτήσεις συσκευών υψηλής ισχύος.
2. Βελτίωση της ποιότητας των κρυστάλλων: Οι κρύσταλλοι SiC υψηλής ποιότητας είναι κρίσιμοι για συσκευές υψηλής απόδοσης. Παρά την σημαντική πρόοδο που έχει σημειωθεί, εξακολουθούν να υπάρχουν ελαττώματα όπως μικροσωλήνες, εξάρσεις και ακαθαρσίες, επηρεάζοντας την απόδοση και την αξιοπιστία της συσκευής.
3. Μείωση του κόστους παραγωγής: Το σχετικά υψηλό κόστος της παρασκευής κρυστάλλων SiC περιορίζει την εφαρμογή της σε ορισμένους τομείς. Η μείωση του κόστους μπορεί να επιτευχθεί βελτιστοποιώντας τις διαδικασίες ανάπτυξης, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της παραγωγής και μειώνοντας το κόστος των πρώτων υλών.
4. Εφαρμογή έξυπνης κατασκευής: Με τις εξελίξεις στην Τεχνητή Νοημοσύνη και τα μεγάλα δεδομένα, η τεχνολογία ανάπτυξης κρυστάλλων SiC θα υιοθετεί ολοένα και περισσότερο την ευφυΐα. Η παρακολούθηση και ο έλεγχος σε πραγματικό χρόνο μέσω αισθητήρων και αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου ενισχύουν τη σταθερότητα και την ελεγξιμότητα της διαδικασίας. Ταυτόχρονα, η αξιοποίηση της ανάλυσης μεγάλων δεδομένων βελτιστοποιεί τα δεδομένα ανάπτυξης, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα των κρυστάλλων και την αποδοτικότητα της παραγωγής.
Η τεχνολογία παρασκευής μονοκρυστάλλων καρβιδίου του πυριτίου υψηλής ποιότητας είναι ένα από τα πιο σημαντικά σημεία στην έρευνα ημιαγωγικών υλικών. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας, η τεχνολογία ανάπτυξης κρυστάλλων καρβιδίου του πυριτίου θα συνεχίσει να αναπτύσσεται και να βελτιώνεται, παρέχοντας μια πιο σταθερή βάση για την εφαρμογή του καρβιδίου του πυριτίου σε τομείς υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής συχνότητας, υψηλής ισχύος και άλλους.
Ώρα δημοσίευσης: 10 Ιουλίου 2025