Ի՞նչ տեխնոլոգիա է օգտագործվում սիլիցիումի կարբիդի (SiC) բյուրեղների աճեցման համար։

1. Սիլիցիումի կարբիդային փոշու լեգիրման տեխնոլոգիա
Սիլիցիումի կարբիդի փոշու մեջ Ce տարրի համապատասխան քանակի ներմուծումը կարող է ապահովել 4H-SiC միաբյուրեղային ձևի կայուն աճ։ Գործնական փորձը ցույց է տվել, որ փոշե նյութերում Ce տարրերի ներմուծումը կարող է մեծացնել սիլիցիումի կարբիդի բյուրեղների աճի տեմպը, ինչը բյուրեղներին ավելի արագ է դարձնում աճը։ Սիլիցիումի կարբիդի կողմնորոշումը կարող է վերահսկվել, ինչը բյուրեղների աճի ուղղությունը դարձնում է ավելի միատարր և կանոնավոր։ Կանխում է բյուրեղներում խառնուրդների առաջացումը, նվազեցնում է արատների առաջացումը և հեշտացնում միաբյուրեղային ձևի բյուրեղների և բարձրորակ բյուրեղների ստացումը։ Այն կարող է կանխարգելել բյուրեղի հետևի մասի կոռոզիան և մեծացնել բյուրեղի միաբյուրեղային ձևի արագությունը։

2. Առանցքային և ճառագայթային ջերմաստիճանի դաշտի գրադիենտի կառավարման տեխնոլոգիա
Առանցքային ջերմաստիճանի գրադիենտը հիմնականում ազդում է բյուրեղների աճի ձևի և բյուրեղների աճի արդյունավետության վրա: Չափազանց փոքր ջերմաստիճանի գրադիենտը կհանգեցնի հետերոբյուրեղների առաջացմանը բյուրեղների աճի գործընթացում, ինչպես նաև կազդի գազային նյութերի տեղափոխման արագության վրա, ինչը կհանգեցնի բյուրեղների աճի արագության նվազմանը: Համապատասխան առանցքային և ճառագայթային ջերմաստիճանային գրադիենտները նպաստում են SiC բյուրեղների արագ աճին և պահպանում բյուրեղների որակի կայունությունը:

3. Հիմքի հարթության դիսլոկացիայի (ՀՀԴ) կառավարման տեխնոլոգիա
BPD արատի առաջացման հիմնական պատճառն այն է, որ բյուրեղի սղման լարումը գերազանցում է բյուրեղի կրիտիկական սղման լարումը։SiC բյուրեղ, ինչը հանգեցնում է սահքի համակարգի ակտիվացմանը: Քանի որ BPD-ն ուղղահայաց է բյուրեղների աճի ուղղությանը, այն հիմնականում առաջանում է բյուրեղների աճի գործընթացի և հետագա բյուրեղների սառեցման գործընթացի ընթացքում:

4. Գազային փուլի բաղադրիչների հարաբերակցության կարգավորման և վերահսկման տեխնոլոգիա
Բյուրեղների աճի գործընթացում աճի միջավայրում ածխածին-սիլիցիում հարաբերակցության և գազային փուլի բաղադրիչների հարաբերակցության բարձրացումը միաբյուրեղային ձևի կայուն աճին հասնելու արդյունավետ միջոց է: Քանի որ ածխածին-սիլիցիում բարձր հարաբերակցությունը կարող է նվազեցնել մեծ աստիճանի միաձուլումը և պահպանել աճի տեղեկատվության ժառանգումը սկզբնական բյուրեղի մակերեսին, այն կարող է ճնշել պոլիմորֆիզմը:

5. Ցածր լարվածության կառավարման տեխնոլոգիա
Բյուրեղների աճի գործընթացում սթրեսի առկայությունը կարող է առաջացնել ներքին բյուրեղային հարթություններSiCծռվել, ինչը հանգեցնում է բյուրեղի վատ որակի և նույնիսկ բյուրեղի ճաքերի առաջացմանը: Ավելին, մեծ լարումը կարող է հանգեցնել վաֆլիի հիմքում տեղաշարժերի աճի: Այս թերությունները կարող են ներթափանցել էպիտաքսիալ շերտ էպիտաքսիալ գործընթացի ընթացքում՝ լրջորեն ազդելով սարքի աշխատանքի վրա հետագա փուլում:

Ահա մի քանի մեթոդներ՝ բյուրեղի ներսում լարվածությունը նվազեցնելու գործընթացը բարելավելու համար.

1. Կարգավորեք ջերմաստիճանի դաշտի բաշխումը և գործընթացի պարամետրերը՝ SiC միանվագբյուրեղների աճշարժվել հավասարակշռությանը հնարավորինս մոտ պայմաններում։

2. Օպտիմալացնել հալոցքի կառուցվածքը և ձևը, որպեսզի բյուրեղը կարողանա աճել որքան հնարավոր է ազատորեն՝ անսահմանափակ վիճակում։

3. Սկիզբային բյուրեղի ֆիքսացիայի վերաբերյալ փոփոխեք ֆիքսման գործընթացը՝ տաքացման ընթացքում սկիզբային բյուրեղի և գրաֆիտի պահիչի միջև ջերմային ընդարձակման գործակիցների տարբերությունը նվազեցնելու համար, այդպիսով նվազագույնի հասցնելով 4H-SiC միաբյուրեղի ներքին լարվածությունը: Հաճախակի մոտեցում է սկիզբային բյուրեղի և գրաֆիտի պահիչի միջև 2 մմ բաց թողնելը:

4. Փոփոխեք բյուրեղի թրծման գործընթացը՝ բյուրեղի համար կիրառելով վառարանում սառեցված թրծում: Կարգավորեք թրծման ջերմաստիճանը և տևողությունը՝ բյուրեղի ներքին լարվածությունը լիովին ազատելու համար:

Առաջ նայելով՝ բարձրորակ սիլիցիումի կարբիդի (SiC) միաբյուրեղային պատրաստման տեխնոլոգիան կզարգանա մի քանի հիմնական ուղղություններով՝

1. Վաֆլիի չափի մեծացում. SiC բյուրեղի տրամագիծը սկզբնական միլիմետրերից աճել է մինչև ներկայիս 6 դյույմանոց, 8 դյույմանոց և նույնիսկ ավելի մեծ՝ 12 դյույմանոց վաֆլիները: Ավելի մեծ SiC բյուրեղների պատրաստումը բարձրացնում է արտադրության արդյունավետությունը, նվազեցնում ծախսերը և բավարարում բարձր հզորության սարքերի պահանջները:

2․ Բյուրեղների որակի բարելավում. Բարձրորակ SiC բյուրեղները կարևոր են բարձր արդյունավետությամբ սարքերի համար։ Չնայած զգալի առաջընթացին, դեռևս պահպանվում են այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են միկրոխողովակները, տեղաշարժերը և խառնուրդները, որոնք ազդում են սարքի աշխատանքի և հուսալիության վրա։

3. Արտադրական ծախսերի կրճատում. SiC բյուրեղների պատրաստման համեմատաբար բարձր գինը սահմանափակում է դրա կիրառումը որոշակի ոլորտներում: Արժեքի կրճատմանը կարելի է հասնել աճի գործընթացները օպտիմալացնելու, արտադրության արդյունավետությունը բարելավելու և հումքի ծախսերը նվազեցնելու միջոցով:

4. Ինտելեկտուալ արտադրության ներդրում.‌ Արհեստական ​​բանականության և մեծ տվյալների զարգացման հետ մեկտեղ, SiC բյուրեղների աճեցման տեխնոլոգիան ավելի ու ավելի կներառի բանականությունը: Սենսորների և ավտոմատացված կառավարման համակարգերի միջոցով իրական ժամանակի մոնիթորինգը և կառավարումը բարելավում են գործընթացի կայունությունը և կառավարելիությունը: Միաժամանակ, մեծ տվյալների վերլուծության օգտագործումը օպտիմալացնում է աճի տվյալները, դրանով իսկ բարելավելով բյուրեղների որակը և արտադրության արդյունավետությունը:

Բարձրորակ սիլիցիումի կարբիդային միաբյուրեղների պատրաստման տեխնոլոգիան կիսահաղորդչային նյութերի հետազոտության ներկայիս առաջատար կետերից մեկն է: Տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացմանը զուգընթաց, սիլիցիումի կարբիդի բյուրեղների աճեցման տեխնոլոգիան կշարունակի զարգանալ և կատարելագործվել՝ ապահովելով ավելի ամուր հիմք սիլիցիումի կարբիդի բարձր ջերմաստիճանի, բարձր հաճախականության, բարձր հզորության և այլ ոլորտներում կիրառման համար: