1.Ränikarbiidi pulbri dopingtehnoloogia
Sobiva koguse Ce-elemendi lisamine ränikarbiidi pulbrisse võib saavutada 4H-SiC monokristalli stabiilse kasvu. Praktiline kogemus on näidanud, et Ce-elementide lisamine pulbermaterjalidesse võib suurendada ränikarbiidi kristallide kasvukiirust, pannes kristallid kiiremini kasvama. Ränikarbiidi orientatsiooni saab kontrollida, muutes kristallide kasvusuuna ühtlasemaks ja korrapärasemaks. See pärsib lisandite teket kristallides, vähendab defektide teket ning hõlbustab monokristalliliste ja kvaliteetsete kristallide saamist. See võib pärssida kristalli tagakülje korrosiooni ja suurendada kristalli monokristallilist kiirust.
2. Aksiaalse ja radiaalse temperatuurivälja gradiendi juhtimise tehnoloogia
Aksiaalne temperatuurigradient mõjutab peamiselt kristallide kasvuvormi ja kristallide kasvu efektiivsust. Liiga väike temperatuurigradient viib heterokristallide tekkeni kristallide kasvuprotsessi ajal ja mõjutab ka gaasiliste ainete transpordikiirust, mille tulemuseks on kristallide kasvukiiruse vähenemine. Sobivad aksiaalsed ja radiaalsed temperatuurigradiendid soodustavad SiC kristallide kiiret kasvu ja säilitavad kristallide kvaliteedi stabiilsuse.
3. Baastasandi dislokatsiooni (BPD) juhtimistehnoloogia
BPD-defektide tekke peamine põhjus on see, et kristalli nihkepinge ületab kristalli kriitilise nihkepinge.SiC kristall, mis viib libisemissüsteemi aktiveerumiseni. Kuna BPD on kristalli kasvusuunaga risti, tekib see peamiselt kristalli kasvuprotsessi ja hilisema kristalli jahutamise käigus.
4. Gaasifaasi komponentide suhte reguleerimise ja juhtimise tehnoloogia
Kristalli kasvuprotsessis on süsiniku-räni suhte ja gaasifaasi komponentide suhte suurendamine kasvukeskkonnas efektiivne meede monokristalli vormi stabiilse kasvu saavutamiseks. Kuna kõrge süsiniku-räni suhe võib vähendada suurte astmete koalestsentsi ja säilitada kasvuinformatsiooni pärandumise seemnekristalli pinnal, võib see polümorfismi pärssida.
5. Madala stressi juhtimise tehnoloogia
Kristalli kasvuprotsessi ajal võib pinge olemasolu põhjustada kristalli sisemisi tasapinduSiCpainduda, mille tulemuseks on kristallide halb kvaliteet ja isegi kristallide pragunemine. Lisaks võib suur pinge põhjustada dislokatsioonide suurenemist vahvli põhitasapinnal. Need defektid võivad epitaksiaalse protsessi käigus siseneda epitaksiaalsesse kihti, mõjutades tõsiselt seadme jõudlust hilisemas etapis.
Siin on mitu meetodit kristallis oleva stressi vähendamise protsessi parandamiseks:
1. Reguleerige temperatuurivälja jaotust ja protsessiparameetreid, et lubada SiC üksiktootminekristallide kasvtoimima võimalikult tasakaalulähedastes tingimustes.
2. Optimeerige tiigli struktuuri ja kuju, et kristall saaks võimalikult vabalt kasvada sundimatus olekus.
3. Seemnekristalli fikseerimise osas tuleb fikseerimisprotsessi muuta, et vähendada seemnekristalli ja grafiidihoidiku soojuspaisumistegurite erinevust kuumutamise ajal, minimeerides seeläbi 4H-SiC monokristalli sisemist pinget. Levinud lähenemisviis on jätta seemnekristalli ja grafiidihoidiku vahele 2 mm vahe.
4. Muutke kristalli lõõmutamise protsessi, rakendades kristallile ahjujahutusega lõõmutamist. Reguleerige lõõmutamise temperatuuri ja kestust, et kristalli sisemine pinge täielikult vabaneks.
Tulevikku vaadates areneb kvaliteetse ränikarbiidi (SiC) monokristallide valmistamise tehnoloogia mitmes põhisuunas:
1. Kiipide suuruse suurendamine: SiC-kristallide läbimõõt on suurenenud esialgsetest millimeetritest praeguste 6-, 8- ja isegi suuremate 12-tolliste kiipideni. Suuremate SiC-kristallide valmistamine suurendab tootmise efektiivsust, vähendab kulusid ja vastab suure võimsusega seadmete nõudmistele.
2. Kristallide kvaliteedi parandamine: kvaliteetsed SiC-kristallid on suure jõudlusega seadmete jaoks üliolulised. Kuigi on tehtud märkimisväärseid edusamme, püsivad endiselt defektid, nagu mikrotorud, nihestused ja lisandid, mis mõjutavad seadme jõudlust ja töökindlust.
3. Tootmiskulude vähendamine: SiC-kristallide ettevalmistamise suhteliselt kõrge hind piirab selle rakendamist teatud valdkondades. Kulude vähendamist saab saavutada kasvuprotsesside optimeerimise, tootmise efektiivsuse parandamise ja toorainekulude vähendamise teel.
4. Intelligentse tootmise rakendamine: tehisintellekti ja suurandmete arenguga hakkab ränikarbiidi (SiC) kristallide kasvutehnoloogia üha enam omaks võtma intelligentsust. Reaalajas jälgimine ja juhtimine andurite ja automatiseeritud juhtimissüsteemide abil parandab protsessi stabiilsust ja juhitavust. Samal ajal optimeerib suurandmete analüütika kasutamine kasvuandmeid, parandades seeläbi kristallide kvaliteeti ja tootmise efektiivsust.
Kvaliteetsete ränikarbiidi monokristallide valmistamise tehnoloogia on pooljuhtmaterjalide uurimise üks praeguseid olulisi valdkondi. Tehnoloogia pideva arenguga areneb ja täiustub ränikarbiidi kristallide kasvutehnoloogia, pakkudes kindlamat alust ränikarbiidi rakendamiseks kõrge temperatuuri, kõrgsageduse, suure võimsuse ja muudes valdkondades.
Postituse aeg: 10. juuli 2025