La kristala kreskoforno estas la kerna ekipaĵo porsiliciokarbidokristala kresko. Ĝi similas al la tradicia kristala silicia kristala kreskoforno. La strukturo de la forno ne estas tre komplika. Ĝi konsistas ĉefe el la fornokorpo, hejtadsistemo, bobena transmisisistemo, vakua akiro kaj mezursistemo, gasa vojosistemo, malvarmiga sistemo, kontrola sistemo, ktp. La termika kampo kaj procezaj kondiĉoj determinas la ŝlosilajn indikilojn desiliciokarbida kristalokiel kvalito, grandeco, konduktiveco kaj tiel plu.
Unuflanke, la temperaturo dum la kresko desiliciokarbida kristaloestas tre alta kaj ne povas esti monitorata. Tial, la ĉefa malfacilaĵo kuŝas en la procezo mem. La ĉefaj malfacilaĵoj estas jenaj:
(1) Malfacileco en termokampa kontrolo:
La monitorado de la fermita alt-temperatura kavaĵo estas malfacila kaj nekontrolebla. Male al la tradiciaj silici-bazitaj solvoj kun rekta tirado de kristalkreskaj ekipaĵoj kun alta grado de aŭtomatigo kaj observebla kaj kontrolebla kristalkreska procezo, silici-karbidaj kristaloj kreskas en fermita spaco en alt-temperatura medio super 2,000℃, kaj la kreskotemperaturo devas esti precize kontrolita dum produktado, kio malfaciligas temperaturkontrolon;
(2) Malfacileco en kontrolo de kristala formo:
Mikrotuboj, polimorfaj inkludoj, dislokacioj kaj aliaj difektoj emas okazi dum la kreskoprocezo, kaj ili influas kaj evoluigas unu la alian. Mikrotuboj (MP) estas tra-tipaj difektoj kun grandeco de pluraj mikrometroj ĝis dekoj da mikrometroj, kiuj estas mortigaj difektoj de aparatoj. Unuopaj kristaloj de silicikarbido inkluzivas pli ol 200 malsamajn kristalformojn, sed nur kelkaj kristalstrukturoj (tipo 4H) estas la duonkonduktaĵaj materialoj necesaj por produktado. Kristala formo-transformo facile okazas dum la kreskoprocezo, rezultante en polimorfaj inkluddifektoj. Tial necesas precize kontroli parametrojn kiel silicio-karbona proporcio, kreskotemperatura gradiento, kristala kreskorapideco kaj aerflua premo. Krome, ekzistas temperatura gradiento en la termika kampo de kresko de unuopaj kristaloj de silicikarbido, kiu kondukas al denaska interna streĉo kaj la rezultaj dislokacioj (baza ebena dislokacio BPD, ŝraŭba dislokacio TSD, randa dislokacio TED) dum la kristala kreskoprocezo, tiel influante la kvaliton kaj rendimenton de posta epitaksio kaj aparatoj.
(3) Malfacila dopkontrolo:
La enkonduko de eksteraj malpuraĵoj devas esti strikte kontrolata por akiri konduktan kristalon kun direkta dopado;
(4) Malrapida kreskorapideco:
La kreskorapideco de silicia karbido estas tre malrapida. Tradiciaj siliciaj materialoj bezonas nur 3 tagojn por kreski en kristalan stangon, dum kristalaj stangoj de silicia karbido bezonas 7 tagojn. Tio kondukas al nature pli malalta produktada efikeco de silicia karbido kaj tre limigita produktado.
Aliflanke, la parametroj de epitaksia kresko de silicia karbido estas ekstreme postulemaj, inkluzive de la hermetikeco de la ekipaĵo, la stabileco de la gaspremo en la reakcia ĉambro, la preciza kontrolo de la gasenkonduktempo, la precizeco de la gasproporcio, kaj la strikta administrado de la depozicia temperaturo. Aparte, kun la plibonigo de la tensiorezista nivelo de la aparato, la malfacileco kontroli la kernajn parametrojn de la epitaksia oblato signife pliiĝis. Krome, kun la pliiĝo de la dikeco de la epitaksia tavolo, kiel kontroli la homogenecon de la rezisteco kaj redukti la difektodensecon samtempe certigante la dikecon fariĝis alia grava defio. En la elektrigita kontrolsistemo, necesas integri altprecizajn sensilojn kaj aktuatorojn por certigi, ke diversaj parametroj povas esti precize kaj stabile reguligitaj. Samtempe, la optimumigo de la kontrola algoritmo ankaŭ estas decida. Ĝi devas povi adapti la kontrolan strategion en reala tempo laŭ la reagsignalo por adaptiĝi al diversaj ŝanĝoj en la epitaksia kreskoprocezo de silicia karbido.
Ĉefaj malfacilaĵoj ensubstrato de siliciokarbidofabrikado:
Afiŝtempo: 07-06-2024