1. Tækni til að dopa kísilkarbíðduft
Með því að blanda viðeigandi magni af Ce-þætti í kísilkarbíðduft er hægt að ná fram stöðugum vexti einkristallaforms 4H-SiC. Reynsla hefur sýnt að blanda Ce-þátta í duftefni getur aukið vaxtarhraða kísilkarbíðkristalla, sem gerir þá hraðari. Hægt er að stjórna stefnu kísilkarbíðsins, sem gerir vaxtarstefnu kristallanna jafnari og reglulegari. Það hindrar myndun óhreininda í kristöllum, dregur úr myndun galla og auðveldar að fá einkristallaformaða kristalla og hágæða kristalla. Það getur hindrað tæringu á bakhlið kristallsins og aukið einkristallahraða kristallsins.
2. Tækni til að stjórna hitastigssviði ás og geisla
Áslægur hitastigshalla hefur aðallega áhrif á vaxtarform kristalla og skilvirkni þeirra. Of lítill hitastigshalla mun leiða til myndunar óreglulegra kristalla við vaxtarferlið og einnig hafa áhrif á flutningshraða loftkenndra efna, sem leiðir til lækkunar á vaxtarhraða kristalla. Viðeigandi áslægur og geislalægur hitastigshalla auðveldar hraðan vöxt SiC-kristalla og viðheldur stöðugleika kristallagæða.
3. Stýringartækni fyrir grunnplansfrávik (BPD)
Helsta orsök myndunar BPD galla er að skerspenna í kristalnum fer yfir gagnrýna skerspennu kristalsins.SiC kristall, sem leiðir til virkjunar á rennsliskerfinu. Þar sem BPD er hornrétt á vaxtarstefnu kristalsins, myndast það aðallega við vaxtarferlið og síðari kælingarferli kristalsins.
4. Stjórnunar- og stjórnunartækni fyrir hlutfall gasfasaþátta
Í kristallavaxtarferlinu er aukning á kolefnis-kísilshlutfallinu og gasfasaþáttahlutfallinu í vaxtarumhverfinu áhrifarík ráðstöfun til að ná stöðugum vexti einkristallaforms. Þar sem hátt kolefnis-kísilshlutfall getur dregið úr samruna í stórum skrefum og viðhaldið erfðum vaxtarupplýsinga á yfirborði frækristallsins, getur það bælt niður fjölbreytni.
5. Tækni til að stjórna lágspennu
Á meðan kristalvöxtur stendur getur spenna valdið því að innri kristalflöturSiCað beygja sig, sem leiðir til lélegrar kristalgæða og jafnvel sprungna. Þar að auki getur mikil spenna leitt til aukinnar tilfærslu í grunnfleti skífunnar. Þessir gallar geta komist inn í epitaxiallagið meðan á epitaxialferlinu stendur og haft alvarleg áhrif á afköst tækisins á síðari stigum.
Hér eru nokkrar aðferðir til að bæta ferlið við að draga úr spennu innan kristalsins:
1. Stilltu dreifingu hitastigssviðsins og ferlisbreytur til að virkja SiC stakakristalvöxturað halda áfram við aðstæður sem eru eins nálægt jafnvægi og mögulegt er.
2. Hámarka uppbyggingu og lögun deiglunnar til að leyfa kristalnum að vaxa eins frjálslega og mögulegt er í óheftu ástandi.
3. Varðandi festingu frækristallsins skal breyta festingarferlinu til að minnka mismuninn á varmaþenslustuðlum milli frækristallsins og grafíthaldarans við upphitun og þannig lágmarka innri spennu innan 4H-SiC einkristallsins. Algeng aðferð er að skilja eftir 2 mm bil á milli frækristallsins og grafíthaldarans.
4. Breytið glæðingarferli kristalsins með því að nota ofnkælda glæðingu fyrir kristalinn. Stillið glæðingarhita og -tíma til að losa að fullu um innri spennu innan kristalsins.
Horft til framtíðar mun tækni til að framleiða hágæða kísilkarbíð (SiC) einkristalla þróast í nokkrar lykiláttir:
1. Að stækka stærð skífna: Þvermál SiC kristalla hefur aukist úr upphaflegum millimetrum í núverandi 6 tommu, 8 tommu og jafnvel stærri 12 tommu skífur. Með því að búa til stærri SiC kristalla eykst framleiðsluhagkvæmni, kostnaður lækkar og uppfyllir kröfur öflugra tækja.
2. Að bæta gæði kristalla: Hágæða SiC kristallar eru mikilvægir fyrir afkastamikla tæki. Þótt verulegar framfarir hafi átt sér stað, eru gallar eins og örpípur, úrfellingar og óhreinindi enn til staðar, sem hafa áhrif á afköst og áreiðanleika tækja.
3. Að lækka framleiðslukostnað: Tiltölulega hár kostnaður við framleiðslu á SiC-kristalli takmarkar notkun þeirra á ákveðnum sviðum. Hægt er að ná fram kostnaðarlækkun með því að hámarka vaxtarferli, bæta framleiðsluhagkvæmni og lækka hráefniskostnað.
4. Innleiðing á snjallri framleiðslu: Með framþróun í gervigreind og stórum gögnum mun SiC kristalvöxtartækni í auknum mæli tileinka sér greindar upplýsingar. Rauntímaeftirlit og stjórnun með skynjurum og sjálfvirkum stjórnkerfum eykur stöðugleika og stjórnanleika ferla. Samhliða því hámarkar notkun stórra gagnagreininga vaxtargögn og bætir þannig gæði kristalsins og framleiðsluhagkvæmni.
Undirbúningstækni fyrir hágæða kísilkarbíð einkristalla er einn af núverandi vinsælustu sviðum rannsókna á hálfleiðaraefnum. Með sífelldum tækniframförum mun vaxtartækni kísilkarbíðkristalla halda áfram að þróast og batna og veita traustari grunn fyrir notkun kísilkarbíðs á sviðum sem höfða til háhita, hátíðni, mikillar orku og annarra sviða.
Birtingartími: 10. júlí 2025