Kristalvaxtarofninn er kjarnabúnaðurinn fyrirkísillkarbíðKristallavöxtur. Það er svipað og hefðbundinn kristallavöxtarofn fyrir kísilgæði. Uppbygging ofnsins er ekki mjög flókin. Hann samanstendur aðallega af ofnhúsi, hitakerfi, spóluflutningskerfi, lofttæmis- og mælikerfi, gasleiðarkerfi, kælikerfi, stjórnkerfi o.s.frv. Hitasviðið og ferlisskilyrðin ákvarða lykilþættikísillkarbíðkristalleins og gæði, stærð, leiðni og svo framvegis.
Annars vegar hitastigið meðan á vexti stendurkísillkarbíðkristaller mjög hátt og ekki er hægt að fylgjast með því. Þess vegna liggur helsti erfiðleikinn í ferlinu sjálfu. Helstu erfiðleikarnir eru eftirfarandi:
(1) Erfiðleikar við stjórnun hitasviðs:
Eftirlit með lokuðu háhitaholi er erfitt og óstjórnanlegt. Ólíkt hefðbundnum kísillausnum með beinni kristalræktun, sem býður upp á mikla sjálfvirkni og mælanlegt og stjórnanlegt kristalvaxtarferli, vaxa kísilkarbíðkristallar í lokuðu rými í háhitaumhverfi yfir 2.000 ℃ og þarf að stjórna vaxtarhitanum nákvæmlega meðan á framleiðslu stendur, sem gerir hitastýringu erfiða.
(2) Erfiðleikar við stjórnun kristalforms:
Örpípur, fjölbrigða innfellingar, tilfærslur og aðrir gallar eiga sér stað við vaxtarferlið og hafa áhrif á og þróast hver við annan. Örpípur (e. micropipes, MP) eru í gegnum-gerð gallar, frá nokkrum míkronum upp í tugi míkrona, sem eru helstu gallar í tækjum. Einkristallar úr kísilkarbíði innihalda meira en 200 mismunandi kristalform, en aðeins fáar kristalbyggingar (4H gerð) eru hálfleiðaraefni sem þarf til framleiðslu. Kristalformbreyting á sér stað auðveldlega við vaxtarferlið, sem leiðir til fjölbrigða innfellingargalla. Þess vegna er nauðsynlegt að stjórna nákvæmlega breytum eins og kísil-kolefnishlutfalli, vaxtarhitastigli, kristallavaxtarhraða og loftþrýstingi. Að auki er hitastigshalla í hitasviði kísilkarbíðs einkristallavaxtar, sem leiðir til innri spennu og tilfærslu sem af því hlýst (grunnplans-tilfærsla BPD, skrúfu-tilfærsla TSD, brún-tilfærsla TED) við kristallavaxtarferlið, sem hefur áhrif á gæði og afköst síðari epitaxískra eininga og tækja.
(3) Erfið lyfjaeftirlit:
Innleiðing utanaðkomandi óhreininda verður að vera stranglega stjórnað til að fá leiðandi kristal með stefnuvirkri lyfjagjöf;
(4) Hægur vaxtarhraði:
Vaxtarhraði kísillkarbíðs er mjög hægur. Hefðbundin kísillefni þurfa aðeins 3 daga til að vaxa í kristalstöng, en kísillkarbíðkristallstangir þurfa 7 daga. Þetta leiðir til náttúrulega lægri framleiðsluhagkvæmni kísillkarbíðs og mjög takmarkaðrar framleiðslu.
Hins vegar eru færibreytur kísillkarbíðs epitaxialvaxtar afar krefjandi, þar á meðal loftþéttleiki búnaðarins, stöðugleiki gasþrýstingsins í hvarfklefanum, nákvæm stjórnun á gasinnsetningartíma, nákvæmni gashlutfallsins og strang stjórnun á útfellingarhitastigi. Sérstaklega, með bættri spennuviðnámsstigi tækisins, hefur erfiðleikinn við að stjórna kjarnafæribreytum epitaxialskífunnar aukist verulega. Að auki, með aukinni þykkt epitaxiallagsins, hefur það orðið önnur stór áskorun hvernig á að stjórna einsleitni viðnámsins og draga úr gallaþéttleika og tryggja þykktina. Í rafvæddu stjórnkerfi er nauðsynlegt að samþætta nákvæma skynjara og stýribúnað til að tryggja að hægt sé að stjórna ýmsum færibreytum nákvæmlega og stöðugt. Á sama tíma er einnig mikilvægt að fínstilla stjórnunarreikniritið. Það þarf að geta aðlagað stjórnunarstefnuna í rauntíma í samræmi við endurgjöfina til að aðlagast ýmsum breytingum á kísillkarbíðs epitaxialvaxtarferlinu.
Helstu erfiðleikar íkísilkarbíð undirlagframleiðsla:
Birtingartími: 7. júní 2024