De kristalgroeioven is de kearnapparatuer foarsilisiumkarbidkristalgroei. It is fergelykber mei de tradisjonele kristalgroeioven fan kristallijn silisiumkwaliteit. De ovenstruktuer is net heul yngewikkeld. It bestiet benammen út in ovenlichem, ferwaarmingssysteem, spoeloerdrachtmeganisme, fakuümwinning- en mjitsysteem, gaspaadsysteem, koelsysteem, kontrôlesysteem, ensfh. It termyske fjild en prosesomstannichheden bepale de wichtichste yndikatoaren fansilisiumkarbid kristallykas kwaliteit, grutte, geleidingsfermogen en sa fierder.
Oan 'e iene kant, de temperatuer tidens de groei fansilisiumkarbid kristalis tige heech en kin net kontrolearre wurde. Dêrom leit de wichtichste swierrichheid yn it proses sels. De wichtichste swierrichheden binne as folget:
(1) Moeilijkheden by it kontrolearjen fan it termyske fjild:
It kontrolearjen fan 'e sletten hege-temperatuerholte is lestich en ûnkontrolearber. Oars as de tradisjonele apparatuer foar direkte kristalgroei op basis fan silisium mei in hege mjitte fan automatisearring en in waarnimber en kontrolearber kristalgroeiproses, groeie silisiumkarbidkristallen yn in sletten romte yn in hege-temperatueromjouwing boppe 2.000 ℃, en de groeitemperatuer moat presys kontroleare wurde tidens de produksje, wat temperatuerkontrôle lestich makket;
(2) Moeilijkheden by it kontrolearjen fan kristalfoarm:
Mikropipen, polymorfe ynklúzjes, dislokaasjes en oare defekten binne gefoelich foar it foarkommen tidens it groeiproses, en se beynfloedzje en ûntwikkelje inoar. Mikropipen (MP) binne troch-type defekten mei in grutte fan ferskate mikrons oant tsientallen mikrons, dy't deadlike defekten binne fan apparaten. Silisiumkarbide ienkristallen omfetsje mear as 200 ferskillende kristalfoarmen, mar mar in pear kristalstrukturen (4H-type) binne de healgeleidermaterialen dy't nedich binne foar produksje. Kristalfoarmtransformaasje is maklik te foarkommen tidens it groeiproses, wat resulteart yn polymorfe ynklúzjedefekten. Dêrom is it needsaaklik om parameters lykas silisium-koalstofferhâlding, groeitemperatuergradiïnt, kristalgroeisnelheid en loftstreamdruk sekuer te kontrolearjen. Derneist is d'r in temperatuergradiïnt yn it termyske fjild fan silisiumkarbide ienkristallgroei, wat liedt ta native ynterne spanning en de resultearjende dislokaasjes (basale flakdislokaasje BPD, skroefdislokaasje TSD, rânedislokaasje TED) tidens it kristalgroeiproses, wêrtroch't de kwaliteit en prestaasjes fan folgjende epitaksy en apparaten beynfloede wurde.
(3) Drege dopingkontrôle:
De ynfiering fan eksterne ûnreinheden moat strang kontroleare wurde om in geleidende kristal mei rjochtingsdoping te krijen;
(4) Stadige groeisnelheid:
De groeisnelheid fan silisiumkarbid is tige stadich. Tradisjonele silisiummaterialen hawwe mar 3 dagen nedich om út te groeien ta in kristalstang, wylst silisiumkarbidkristalstangen 7 dagen nedich binne. Dit liedt ta in natuerlik legere produksjeeffisjinsje fan silisiumkarbid en in tige beheinde útfier.
Oan 'e oare kant binne de parameters fan silisiumkarbide epitaksiale groei ekstreem easken, ynklusyf de luchtdichtheid fan 'e apparatuer, de stabiliteit fan 'e gasdruk yn 'e reaksjekeamer, de krekte kontrôle fan 'e gasynfiertiid, de krektens fan 'e gasferhâlding, en it strange behear fan 'e ôfsettingstemperatuer. Benammen mei de ferbettering fan it spanningsresistinsjenivo fan it apparaat is de muoite om de kearnparameters fan 'e epitaksiale wafer te kontrolearjen signifikant tanommen. Derneist is mei de tanimming fan 'e dikte fan 'e epitaksiale laach in oare grutte útdaging wurden om de uniformiteit fan 'e wjerstân te kontrolearjen en de defektdichtheid te ferminderjen, wylst de dikte garandearre wurdt. Yn it elektrifisearre kontrôlesysteem is it needsaaklik om heechpresyzjesensors en aktuators te yntegrearjen om te soargjen dat ferskate parameters krekt en stabyl regele wurde kinne. Tagelyk is de optimalisaasje fan it kontrôlealgoritme ek krúsjaal. It moat de kontrôlestrategy yn realtime oanpasse kinne neffens it feedbacksignaal om oan te passen oan ferskate feroaringen yn it silisiumkarbide epitaksiale groeiproses.
Wichtichste swierrichheden ynsilisiumkarbide substraatproduksje:
Pleatsingstiid: 7 juny 2024