SiChat de skaaimerken fan in grutte bandgap, hege termyske geliedingsfermogen, hege krityske trochbraakfjildsterkte, en hege elektronsaturaasjedriftsnelheid. It kin foldwaan oan de tapassingseasken ûnder hege temperatuer, hege druk, hege frekwinsje en hege krêftomstannichheden. It kin breed brûkt wurde yn nije enerzjyauto's, fotovoltaïsche systemen, yndustriële kontrôle, radiofrekwinsjekommunikaasje en oare fjilden. Mei de rappe ûntwikkeling fan relatearre yndustryen hat de merk foar healgeleiders fan 'e tredde generaasje, fertsjintwurdige troch silisiumkarbid, nije kânsen ynlutsen.
Kristalgroei is de kearnferbining fan 'e produksje fan silisiumkarbide substraat, en de kearnapparatuer is de kristalgroeioven. Lykas by tradisjonele kristalgroeiovens fan kristallijne silisiumkwaliteit, is de ovenstruktuer net heul yngewikkeld. It bestiet benammen út in ovenlichem, ferwaarmingssysteem, spoeloerdrachtmeganisme, fakuümwinning- en mjitsysteem, gaspaadsysteem, koelsysteem, kontrôlesysteem, ensfh. It termyske fjild en de prosesomstannichheden bepale de wichtichste yndikatoaren fan 'e kwaliteit, grutte, gelieding en oare wichtige yndikatoaren fan silisiumkarbide kristalkwaliteit, grutte, gelieding en oare wichtige yndikatoaren.
Ⅰ. Swierrichheden yn silisiumkarbid kristalgroeitechnology
De temperatuer fan silisiumkarbidkristalgroei is tige heech en kin net kontroleare wurde, dus de wichtichste swierrichheid leit yn it proses sels:
(1)Moeilijkheden by it kontrolearjen fan it termyske fjildIt kontrolearjen fan 'e sletten hege-temperatuerholte is lestich en ûnkontrolearber. Oars as de tradisjonele apparatuer foar kristalgroei op basis fan silisium, dy't in hege mjitte fan automatisearring hat en it kristalgroeiproses kin wurde waarnommen, kontroleare en oanpast, groeie silisiumkarbidkristallen yn in sletten romte yn in hege-temperatueromjouwing boppe 2.000 °C, en de groeitemperatuer moat presys kontroleare wurde tidens de produksje, wat temperatuerkontrôle lestich makket;
(2)Moeilijkheden by it kontrolearjen fan de kristalfoarmMikropipen, polymorfe ynklúzjes, ûntwrichtingen 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 komt faak foar tidens it groeiproses, wat resulteart yn polymorfe ynklúzjedefekten. Dêrom is it needsaaklik om parameters lykas silisium-koalstofferhâlding, groeitemperatuergradiënt, kristalgroeisnelheid en gasstreamdruk sekuer te kontrolearjen.
Derneist is der in temperatuergradiënt yn it termyske fjild fan silisiumkarbide ienkristalgroei, 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 dopingkontrôleDe ynfiering fan eksterne ûnreinheden moat strang kontroleare wurde om in geliedend kristal mei rjochtingsdoping te krijen;
(4)Stadige groeisnelheidDe groeisnelheid fan silisiumkarbid is tige stadich. Tradisjoneelsilikonmaterialenhawwe mar 3 dagen nedich om út te groeien ta in kristalstêf, wylst silisiumkarbide kristalstêven 7 dagen nedich binne. Dit liedt ta in natuerlik legere produksjeeffisjinsje fan silisiumkarbide 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 wjerstânsspanningsnivo fan it apparaat is de muoite om de kearnparameters fan 'e epitaksiale wafer te kontrolearjen signifikant tanommen.
Derneist, mei de tanimming fan 'e dikte fan' e epitaksiale laach, is it 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 heechpresyzje sensoren en aktuators te yntegrearjen om te soargjen dat ferskate parameters sekuer 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 'esilisiumkarbid epitaksiale groeiproses.
Ⅱ. De wichtichste swierrichheden by de produksje fan silisiumkarbidsubstraten:
1. De groeitemperatuer is boppe 2000 ℃, wat twa kear sa heech is as dy fan silisium.
2. De dikte fan 'e kristalstang is lyts tidens de kristalgroeiperioade, en in silisiumkarbide kristalstang fan 2 sm groeit yn 7 dagen.
3. De easken foar it kristaltype binne heech, en der binne mar in pear ienkristal silisiumkarbid mei kristalstrukturen.
4. Snijwearde is heech, en silisiumkarbid hat ekstreem hege hurdens.
Gearfetsjend bepale de djoere tiidskosten en komplekse ferwurkingstechnology de hege kosten fan silisiumkarbidsubstraten, wat de tapassing fan silisiumkarbid beheint.
III. Klassifikaasje fan kristalgroeiovens
Neffens ferskate ferwaarmingsmetoaden kinne kristalgroeiovens wurde ferdield yn ynduksjetype en wjerstânstype. Op it stuit is de measte apparatuer op 'e merk fan it ynduksjetype, dat de foardielen hat fan lege kosten, ienfâldige struktuer, handich ûnderhâld en hege termyske effisjinsje. Fanwegen it elektromagnetyske ynduksje-effekt binne de axiale temperatuer en radiale temperatuer fan ynduksjeferwaarming lykwols keppele, en it is ûnmooglik om rekken te hâlden mei sawol de kristalgroeisnelheid as de kristalgroeikwaliteit.
It groeiplatfoarm foar termyske fjilden mei wjerstân kin de axiale temperatuer en radiale temperatuer krekt kontrolearje, wat geunstich is foar de groei fan grutte kristallen en de kristalgroeisnelheid ferbetteret. It is ien fan 'e oplossingen foar de takomstige groei fan heechweardige 8-inch silisiumkarbide kristal.
Ferliking tusken ynduksjemetoade en fersetmetoade:
| Ynduksjemetoade | Fersetmetoade | |
| Wurkprinsipe | Ynduksjeferwaarming is in waarmtebehannelingmetoade dy't it magnetyske effekt fan elektryske stroom brûkt om in relatyf hege tichtheid fan ynducearre stroom op 'e oerflaklaach fan it wurkstik te meitsjen, it fluch te ferwaarmjen nei de austenityske steat, en it dan fluch te koelen om in martensityske struktuer te krijen. | Wjerstânsferwaarming brûkt de Joule-waarmte dy't generearre wurdt troch de stroom dy't troch de geleider giet as waarmteboarne. It kin wurde ferdield yn twa kategoryen: yndirekte wjerstânsferwaarming (elektrysk ferwaarmingselemint of geliedend medium) en direkte wjerstânsferwaarming. |
| Temperatuerkontrôle | De ynduksjemetoade ferwaarme it ynterne magnetyske fjild troch de ynduksjespoel bûten de kroes. De ferwaarmingssnelheid is fluch, mar de ôfstân tusken de ynduksjespoel en de kroes is fier, it strielingsgebiet is ferspraat, en it is lestich om de waarmtegeneraasje fan it kroesoerflak yn 'e horizontale rjochting sekuer te kontrolearjen. | De wjerstânsmetoade stelt in aparte ferwaarmingsapparaat yn, dat ticht by de kroes is. Troch it oanpassen fan it ferwaarmingsapparaat kin de temperatuer fan it kroesoerflak krekter kontroleare wurde. |
| Grutte kristalgroei | By it tafoegjen fan meardere ferwaarmingsspoelen oan 'e termyske fjildstruktuer fan' e ynduksjemetoade, kinne de magnetyske fjilden mei-inoar ynterferearje, wêrtroch't it magnetyske fjild en de waarmte net maklik ferdield wurde neffens it ûntwerpdoel, wat ynfloed hat op it ferwaarmingseffekt en de kristalgroei. | It is makliker om in mearfase ûnôfhinklik kontrôleferwaarmingssysteem te ûntwerpen foar apparatuer foar fersetferwaarming fan kristalgroei, en de radiale gradiënt fan 'e apparatuer sels is lyts, wat kin foldwaan oan' e behoeften fan grutte kristalgroei. |
| Kristalgroeisyklus | Ynduksjemetoade kristalgroei duorret sawat 10 dagen, annealing duorret 10-15 dagen, en de totale groeisyklus is 20-25 dagen. | De kristalgroeisyklus is sawat 5-7 dagen, en it kin automatysk annealed wurde, en de temperatuer sakket stadich nei stroomûnderbrekking. |
| Enerzjyferbrûk | It enerzjyferbrûk fan 'e wjerstânsmetoade is 2-3 kear heger as dat fan 'e ynduksjemetoade. | |
| Opbringstnivo | De opbringst fan kristallen dy't groeid binne mei de kristalgroeioven mei de wjerstânsmetoade is sterk ferbettere yn ferliking mei de kristalgroeioven mei de ynduksjemetoade. | |
Pleatsingstiid: 24 juny 2025