1. Silizio karburo hautsaren dopaketa teknologia
Silizio karburo hautsean Ce elementu kantitate egoki bat dopatzeak 4H-SiC kristal bakarreko formaren hazkunde egonkorra lor dezake. Esperientzia praktikoak erakutsi du hauts-materialetan Ce elementuen dopaketak silizio karburo kristalen hazkunde-tasa handitu dezakeela, kristalak azkarrago haziz. Silizio karburoaren orientazioa kontrola daiteke, kristalaren hazkunde-norabidea uniformeagoa eta erregularragoa bihurtuz. Kristaletan ezpurutasunak sortzea inhibitzen du, akatsen eraketa murrizten du eta kristal bakarreko formako kristalak eta kalitate handiko kristalak lortzea errazten du. Kristalaren atzealdeko korrosioa inhibitzen du eta kristalaren kristal bakarreko tasa handitu dezake.
2. Tenperatura-eremuaren gradiente axial eta erradialaren kontrol-teknologia
Tenperatura gradiente axialak kristalaren hazkuntza-forman eta kristalaren hazkuntza-eraginkortasunean eragiten du batez ere. Tenperatura gradiente txikiegi batek heterokristalak agertzea eragingo du kristalaren hazkuntza-prozesuan eta substantzia gaseosoen garraio-tasan ere eragina izango du, kristalaren hazkuntza-tasa gutxituz. Tenperatura gradiente axial eta erradial egokiek SiC kristalen hazkuntza azkarra errazten dute eta kristalaren kalitatearen egonkortasuna mantentzen dute.
3. Oinarrizko planoaren dislokazio (BPD) kontrol teknologia
BPD akatsen eraketaren arrazoi nagusia kristalaren barruko zizaila-tentsioa kristalaren zizaila-tentsio kritikoa baino handiagoa izatea da.SiC kristala, irristatze-sistemaren aktibazioa eraginez. BPD kristalaren hazkuntza-norabidearekiko perpendikularra denez, batez ere kristalaren hazkuntza-prozesuan eta ondorengo kristalaren hozte-prozesuan sortzen da.
4. Gas faseko osagaien erlazioaren erregulazio eta kontrol teknologia
Kristalen hazkuntza-prozesuan, hazkuntza-ingurunean karbono-silizio erlazioa eta gas-faseko osagaien erlazioa handitzea neurri eraginkorra da kristal bakarreko forma baten hazkuntza egonkorra lortzeko. Karbono-silizio erlazio altuak urrats handiko koaleszentzia murriztu eta hazi-kristalaren gainazalean hazkuntza-informazioaren herentzia mantendu dezakeenez, polimorfismoa murriztu dezake.
5. Estres txikiko kontrol teknologia
Kristalaren hazkuntza-prozesuan zehar, tentsioaren presentziak barneko kristal-planoak eragin ditzakeSiCtolestu egiten da, kristalaren kalitate eskasa eta baita kristala pitzatzea ere eraginez. Gainera, tentsio handiak dislokazioen gehikuntza eragin dezake oblearen oinarrizko planoan. Akats hauek geruza epitaxialean sar daitezke epitaxial prozesuan zehar, eta gailuaren errendimenduan eragin larria izan dezakete geroagoko fasean.
Hona hemen kristalaren barruko tentsioa murrizteko prozesua hobetzeko hainbat metodo:
1. Egokitu tenperatura-eremuaren banaketa eta prozesu-parametroak SiC bakarra gaitzekokristalen hazkundeaorekatik ahalik eta hurbilen dauden baldintzetan aurrera egitea.
2. Kristala ahalik eta askatasun handienarekin hazteko aukera izan dezan, krisolaren egitura eta forma optimizatu, mugarik gabeko egoeran.
3. Hazi-kristalaren finkapenari dagokionez, finkapen-prozesua aldatu hazi-kristalaren eta grafito-euskarriaren arteko hedapen-koefiziente termikoen aldea murrizteko berotzean zehar, horrela 4H-SiC kristal bakarreko barne-tentsioa minimizatuz. Ohiko planteamendu bat 2 mm-ko tartea uztea da hazi-kristalaren eta grafito-euskarriaren artean.
4. Kristalaren erreketa prozesua aldatu, labean hoztutako erreketa ezarriz. Egokitu erreketa tenperatura eta iraupena kristalaren barruko barne-tentsioa guztiz askatzeko.
Aurrera begira, silizio karburoaren (SiC) kalitate handiko kristal bakarreko prestaketa teknologia hainbat norabide nagusitan garatuko da:
1. Oblearen tamaina handitzea: SiC kristalaren diametroa hasierako milimetroetatik egungo 6 hazbeteko, 8 hazbeteko eta are handiagoko 12 hazbeteko obleetara igo da. SiC kristal handiagoak prestatzeak ekoizpen-eraginkortasuna hobetzen du, kostuak murrizten ditu eta potentzia handiko gailuen eskakizunak betetzen ditu.
2. Kristalen kalitatea hobetzea: Kalitate handiko SiC kristalak ezinbestekoak dira errendimendu handiko gailuetarako. Aurrerapen handiak egin diren arren, mikrohodiak, dislokazioak eta ezpurutasunak bezalako akatsak oraindik ere irauten dute, eta horrek eragina du gailuen errendimenduan eta fidagarritasunean.
3. Ekoizpen-kostuak murriztea: SiC kristalen prestaketaren kostu nahiko altuak mugatzen du haren aplikazioa zenbait arlotan. Kostuak murriztea lor daiteke hazkunde-prozesuak optimizatuz, ekoizpen-eraginkortasuna hobetuz eta lehengaien gastuak murriztuz.
4. Fabrikazio adimenduna ezartzea: Adimen Artifizialaren eta datu handien aurrerapenekin, SiC kristalen hazkuntza-teknologiak gero eta gehiago hartuko du adimena barne. Sentsoreen eta kontrol-sistema automatizatuen bidezko denbora errealeko monitorizazioak eta kontrolak prozesuen egonkortasuna eta kontrolagarritasuna hobetzen dituzte. Aldi berean, datu handien analisiak aprobetxatzeak hazkunde-datuak optimizatzen ditu, eta horrela kristalen kalitatea eta ekoizpen-eraginkortasuna hobetzen ditu.
Kalitate handiko silizio karburozko kristal bakarreko prestaketa-teknologia erdieroaleen materialen ikerketan gaur egun gai garrantzitsuenetako bat da. Teknologiaren etengabeko aurrerapenarekin, silizio karburozko kristalen hazkuntza-teknologia garatzen eta hobetzen jarraituko du, silizio karburoa tenperatura altuko, maiztasun altuko, potentzia altuko eta beste arlo batzuetan aplikatzeko oinarri sendoagoa eskainiz.
Argitaratze data: 2025eko uztailak 10