1. सिलिकॉन कार्बाइड पाउडर डोपिंग तकनीक
सिलिकॉन कार्बाइड पाउडर में उचित मात्रा में Ce तत्व मिलाने से 4H-SiC के एकल क्रिस्टल रूप की स्थिर वृद्धि प्राप्त की जा सकती है। व्यावहारिक अनुभव से पता चला है कि पाउडर सामग्री में Ce तत्व मिलाने से सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल की वृद्धि दर बढ़ जाती है, जिससे क्रिस्टल तेजी से बढ़ते हैं। सिलिकॉन कार्बाइड के अभिविन्यास को नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे क्रिस्टल की वृद्धि दिशा अधिक एकसमान और नियमित हो जाती है। यह क्रिस्टल में अशुद्धियों के निर्माण को रोकता है, दोषों के निर्माण को कम करता है, और एकल क्रिस्टल रूप वाले उच्च-गुणवत्ता वाले क्रिस्टल प्राप्त करना आसान बनाता है। यह क्रिस्टल के पिछले भाग पर होने वाले क्षरण को रोकता है और क्रिस्टल की एकल क्रिस्टलीयता दर को बढ़ाता है।
2. अक्षीय और रेडियल तापमान क्षेत्र प्रवणता नियंत्रण तकनीक
अक्षीय तापमान प्रवणता मुख्य रूप से क्रिस्टल वृद्धि के स्वरूप और क्रिस्टल वृद्धि दक्षता को प्रभावित करती है। बहुत कम तापमान प्रवणता क्रिस्टल वृद्धि प्रक्रिया के दौरान विषम क्रिस्टलों के निर्माण का कारण बनती है और गैसीय पदार्थों के परिवहन की दर को भी प्रभावित करती है, जिसके परिणामस्वरूप क्रिस्टल वृद्धि दर में कमी आती है। उचित अक्षीय और त्रिज्याीय तापमान प्रवणता SiC क्रिस्टलों की तीव्र वृद्धि को सुगम बनाती है और क्रिस्टल की गुणवत्ता की स्थिरता बनाए रखती है।
3. आधार समतल विस्थापन (बीपीडी) नियंत्रण प्रौद्योगिकी
बीपीडी दोष के निर्माण का मुख्य कारण यह है कि क्रिस्टल में अपरूपण तनाव, क्रांतिक अपरूपण तनाव से अधिक हो जाता है।SiC क्रिस्टलइसके परिणामस्वरूप स्लिप सिस्टम सक्रिय हो जाता है। चूंकि बीपीडी क्रिस्टल वृद्धि की दिशा के लंबवत होता है, इसलिए यह मुख्य रूप से क्रिस्टल वृद्धि प्रक्रिया और बाद में क्रिस्टल शीतलन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होता है।
4. गैस चरण घटक अनुपात विनियमन और नियंत्रण प्रौद्योगिकी
क्रिस्टल वृद्धि प्रक्रिया में, वृद्धि वातावरण में कार्बन-सिलिकॉन अनुपात और गैस-चरण घटक अनुपात को बढ़ाना एकल क्रिस्टल रूप की स्थिर वृद्धि प्राप्त करने का एक प्रभावी उपाय है। उच्च कार्बन-सिलिकॉन अनुपात बड़े चरण संलयन को कम कर सकता है और बीज क्रिस्टल सतह पर वृद्धि संबंधी जानकारी के वंशानुक्रम को बनाए रख सकता है, जिससे बहुरूपता को दबाया जा सकता है।
5. तनाव-मुक्त नियंत्रण तकनीक
क्रिस्टल वृद्धि प्रक्रिया के दौरान, तनाव की उपस्थिति क्रिस्टल के आंतरिक तलों को प्रभावित कर सकती है।सिकइसके कारण क्रिस्टल की गुणवत्ता खराब हो जाती है और उसमें दरारें भी पड़ जाती हैं। इसके अलावा, अधिक तनाव के कारण वेफर के आधार तल में विस्थापन बढ़ सकते हैं। ये दोष एपिटैक्सियल प्रक्रिया के दौरान एपिटैक्सियल परत में प्रवेश कर सकते हैं, जिससे बाद के चरण में उपकरण के प्रदर्शन पर गंभीर प्रभाव पड़ता है।
क्रिस्टल के भीतर तनाव को कम करने की प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए यहां कई तरीके दिए गए हैं:
1. SiC एकल को सक्षम करने के लिए तापमान क्षेत्र वितरण और प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करेंक्रिस्टल वृद्धियथासंभव संतुलन के निकट की स्थितियों में आगे बढ़ना।
2. क्रिस्टल को यथासंभव स्वतंत्र रूप से और बिना किसी बाधा के विकसित होने देने के लिए क्रूसिबल की संरचना और आकार को अनुकूलित करें।
3. बीज क्रिस्टल स्थिरीकरण के संबंध में, तापन के दौरान बीज क्रिस्टल और ग्रेफाइट धारक के बीच तापीय विस्तार गुणांकों के अंतर को कम करने के लिए स्थिरीकरण प्रक्रिया में संशोधन करें, जिससे 4H-SiC एकल क्रिस्टल के भीतर आंतरिक तनाव न्यूनतम हो सके। एक सामान्य तरीका यह है कि बीज क्रिस्टल और ग्रेफाइट धारक के बीच 2 मिमी का अंतर रखा जाए।
4. क्रिस्टल के लिए फर्नेस-कूल्ड एनीलिंग को लागू करके क्रिस्टल एनीलिंग प्रक्रिया को संशोधित करें। क्रिस्टल के भीतर आंतरिक तनाव को पूरी तरह से दूर करने के लिए एनीलिंग तापमान और अवधि को समायोजित करें।
भविष्य में, उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) एकल क्रिस्टल तैयार करने की तकनीक कई प्रमुख दिशाओं में विकसित होगी:
1. वेफर के आकार में वृद्धि: SiC क्रिस्टल का व्यास प्रारंभिक मिलीमीटर से बढ़कर वर्तमान में 6 इंच, 8 इंच और उससे भी बड़े 12 इंच के वेफर्स तक पहुंच गया है। बड़े SiC क्रिस्टल तैयार करने से उत्पादन क्षमता बढ़ती है, लागत कम होती है और उच्च-शक्ति वाले उपकरणों की मांग पूरी होती है।
2. क्रिस्टल की गुणवत्ता में सुधार: उच्च-प्रदर्शन वाले उपकरणों के लिए उच्च-गुणवत्ता वाले SiC क्रिस्टल महत्वपूर्ण हैं। हालांकि महत्वपूर्ण प्रगति हुई है, फिर भी माइक्रो पाइप, अव्यवस्था और अशुद्धियों जैसे दोष बने हुए हैं, जो उपकरण के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करते हैं।
3. उत्पादन लागत कम करना: SiC क्रिस्टल तैयार करने की अपेक्षाकृत उच्च लागत कुछ क्षेत्रों में इसके अनुप्रयोग को सीमित करती है। विकास प्रक्रियाओं को अनुकूलित करके, उत्पादन दक्षता में सुधार करके और कच्चे माल के खर्च को कम करके लागत में कमी लाई जा सकती है।
4. बुद्धिमान विनिर्माण का कार्यान्वयन: कृत्रिम बुद्धिमत्ता और बिग डेटा में प्रगति के साथ, SiC क्रिस्टल वृद्धि प्रौद्योगिकी में बुद्धिमत्ता का समावेश बढ़ता जा रहा है। सेंसर और स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों के माध्यम से वास्तविक समय की निगरानी और नियंत्रण प्रक्रिया की स्थिरता और नियंत्रणीयता को बढ़ाते हैं। साथ ही, बिग डेटा एनालिटिक्स का उपयोग करके वृद्धि डेटा को अनुकूलित किया जाता है, जिससे क्रिस्टल की गुणवत्ता और उत्पादन दक्षता में सुधार होता है।
उच्च गुणवत्ता वाले सिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टल की तैयारी तकनीक अर्धचालक सामग्री अनुसंधान में वर्तमान में सबसे चर्चित क्षेत्रों में से एक है। प्रौद्योगिकी में निरंतर प्रगति के साथ, सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल विकास तकनीक का विकास और सुधार जारी रहेगा, जिससे उच्च तापमान, उच्च आवृत्ति, उच्च शक्ति और अन्य क्षेत्रों में सिलिकॉन कार्बाइड के अनुप्रयोग के लिए एक ठोस आधार तैयार होगा।
पोस्ट करने का समय: 10 जुलाई 2025