1.Szilícium-karbid por dopping technológia
A szilícium-karbid por megfelelő mennyiségű Ce elemmel történő adalékolása a 4H-SiC egykristályos formájának stabil növekedését eredményezheti. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a poranyagokban lévő Ce elemek adalékolása növelheti a szilícium-karbid kristályok növekedési sebességét, ezáltal gyorsabbá téve a kristályok növekedését. A szilícium-karbid orientációja szabályozható, így a kristálynövekedés iránya egyenletesebb és szabályosabb. Gátolja a szennyeződések képződését a kristályokban, csökkenti a hibák kialakulását, és megkönnyíti az egykristályos formájú kristályok és a kiváló minőségű kristályok előállítását. Gátolhatja a kristály hátoldalán a korróziót, és növelheti a kristály egykristályos sebességét.
2. Axiális és radiális hőmérsékleti mező gradiens szabályozási technológia
Az axiális hőmérséklet-gradiens főként a kristálynövekedési formát és a kristálynövekedés hatékonyságát befolyásolja. A túl kicsi hőmérséklet-gradiens heterokristályok megjelenéséhez vezet a kristálynövekedési folyamat során, és befolyásolja a gáz halmazállapotú anyagok transzportsebességét is, ami a kristálynövekedési sebesség csökkenéséhez vezet. A megfelelő axiális és radiális hőmérséklet-gradiensek elősegítik a SiC kristályok gyors növekedését és fenntartják a kristályminőség stabilitását.
3. Bázis síkbeli diszlokáció (BPD) szabályozási technológia
A BPD-hibák kialakulásának fő oka az, hogy a kristályban lévő nyírófeszültség meghaladja a kritikus nyírófeszültséget.SiC kristály, ami a csúszási rendszer aktiválódásához vezet. Mivel a BPD merőleges a kristálynövekedési irányra, főként a kristálynövekedési folyamat és a későbbi kristályhűtési folyamat során keletkezik.
4. Gázfázisú komponensarány szabályozási és vezérlési technológia
A kristálynövekedési folyamatban a szén-szilícium arány és a gázfázisú komponensek arányának növelése a növekedési környezetben hatékony intézkedés az egykristályos forma stabil növekedésének eléréséhez. Mivel a magas szén-szilícium arány csökkentheti a nagylépcsős koaleszcencia kialakulását és fenntarthatja a növekedési információk öröklődését az oltókristály felületén, elnyomhatja a polimorfizmust.
5. Alacsony stresszű szabályozási technológia
A kristálynövekedési folyamat során a feszültség jelenléte a belső kristálysíkokat okozhatjaSichajlítani, ami gyenge kristályminőséget, sőt akár kristályrepedést is eredményez. Ezenkívül a nagy feszültség a diszlokációk növekedéséhez vezethet a lapka alapsíkjában. Ezek a hibák az epitaxiális folyamat során bejuthatnak az epitaxiális rétegbe, komolyan befolyásolva az eszköz teljesítményét a későbbi szakaszban.
Íme néhány módszer a kristályon belüli stressz csökkentésének folyamatának javítására:
1. Állítsa be a hőmérséklet-mező eloszlását és a folyamatparamétereket a SiC egyetlenkristálynövekedéshogy a lehető legközelebb álló egyensúlyi körülmények között folytassuk.
2. Optimalizálja a tégely szerkezetét és alakját, hogy a kristály a lehető legszabadabban növekedhessen korlátozás nélküli állapotban.
3. Az oltókristály rögzítésével kapcsolatban módosítsa a rögzítési folyamatot úgy, hogy csökkentse az oltókristály és a grafittartó közötti hőtágulási együtthatók különbségét melegítés közben, ezáltal minimalizálva a 4H-SiC egykristályon belüli belső feszültséget. Gyakori megközelítés, hogy 2 mm-es rést hagynak az oltókristály és a grafittartó között.
4. Módosítsa a kristálylágyítási folyamatot kemencében történő hűtéses lágyítással. Állítsa be a lágyítás hőmérsékletét és időtartamát a kristályon belüli belső feszültség teljes megszüntetése érdekében.
A jövőre nézve a kiváló minőségű szilícium-karbid (SiC) egykristály-előállítási technológia több kulcsfontosságú irányban fog fejlődni:
1. A szeletméret növelése: A SiC kristályok átmérője a kezdeti milliméterekről a jelenlegi 6, 8 hüvelykes, sőt még nagyobb 12 hüvelykes szeletekre nőtt. A nagyobb SiC kristályok előállítása növeli a termelési hatékonyságot, csökkenti a költségeket, és megfelel a nagy teljesítményű eszközök igényeinek.
2. A kristályminőség javítása: A kiváló minőségű SiC kristályok elengedhetetlenek a nagy teljesítményű eszközökhöz. Bár jelentős előrelépés történt, a mikrocsövek, diszlokációk és szennyeződések továbbra is fennállnak, ami befolyásolja az eszközök teljesítményét és megbízhatóságát.
3. Termelési költségek csökkentése: A SiC kristályok előállításának viszonylag magas költsége bizonyos területeken korlátozza az alkalmazását. A költségcsökkentés a növekedési folyamatok optimalizálásával, a termelési hatékonyság javításával és a nyersanyagköltségek csökkentésével érhető el.
4. Intelligens gyártás megvalósítása: A mesterséges intelligencia és a big data fejlődésével a SiC kristálynövekedési technológia egyre inkább az intelligenciát alkalmazza. A szenzorok és automatizált vezérlőrendszerek segítségével történő valós idejű monitorozás és vezérlés javítja a folyamatok stabilitását és szabályozhatóságát. Ezzel egyidejűleg a big data elemzés kihasználása optimalizálja a növekedési adatokat, ezáltal javítva a kristályok minőségét és a termelési hatékonyságot.
A kiváló minőségű szilícium-karbid egykristályok előállítási technológiája a félvezető anyagkutatás egyik jelenlegi gócpontja. A technológia folyamatos fejlődésével a szilícium-karbid kristálynövekedési technológia tovább fog fejlődni és javulni, szilárdabb alapot teremtve a szilícium-karbid alkalmazásához magas hőmérsékleten, nagyfrekvenciás, nagy teljesítményű és egyéb területeken.
Közzététel ideje: 2025. július 10.