Tungku pertumbuhan kristal minangka peralatan inti kanggosilikon karbidawutah kristal. Iki padha karo tungku wutah kristal kelas silikon kristal tradisional. Struktur tungku ora rumit banget. Iki utamane kasusun saka awak tungku, sistem pemanas, mekanisme transmisi koil, sistem akuisisi lan pangukuran vakum, sistem jalur gas, sistem pendinginan, sistem kontrol, lan liya-liyane. Medan termal lan kahanan proses nemtokake indikator utamakristal silikon karbidakaya kualitas, ukuran, konduktivitas lan liya-liyane.
Ing sisih siji, suhu sajrone pertumbuhankristal silikon karbidadhuwur banget lan ora bisa dipantau. Mulane, kangelan utama ana ing proses kasebut dhewe. Kangelan utama yaiku kaya ing ngisor iki:
(1) Kesulitan ing kontrol medan termal:
Pemantauan rongga suhu dhuwur sing ditutup iku angel lan ora bisa dikendhaleni. Beda karo peralatan pertumbuhan kristal tarik langsung solusi berbasis silikon tradisional kanthi otomatisasi tingkat dhuwur lan proses pertumbuhan kristal sing bisa diamati lan dikontrol, kristal silikon karbida tuwuh ing ruang tertutup ing lingkungan suhu dhuwur ing ndhuwur 2.000 ℃, lan suhu pertumbuhan kudu dikontrol kanthi tepat sajrone produksi, sing ndadekake kontrol suhu dadi angel;
(2) Kesulitan ngontrol wujud kristal:
Mikropipa, inklusi polimorfik, dislokasi, lan cacat liyane rentan kedadeyan sajrone proses pertumbuhan, lan kabeh mau saling mengaruhi lan berkembang. Mikropipa (MP) minangka cacat tipe tembus kanthi ukuran sawetara mikron nganti puluhan mikron, sing minangka cacat piranti sing paling mbebayani. Kristal tunggal silikon karbida kalebu luwih saka 200 bentuk kristal sing beda, nanging mung sawetara struktur kristal (tipe 4H) sing dadi bahan semikonduktor sing dibutuhake kanggo produksi. Transformasi bentuk kristal gampang kedadeyan sajrone proses pertumbuhan, sing nyebabake cacat inklusi polimorfik. Mulane, perlu kanggo ngontrol parameter kanthi akurat kayata rasio silikon-karbon, gradien suhu pertumbuhan, tingkat pertumbuhan kristal, lan tekanan aliran udara. Kajaba iku, ana gradien suhu ing medan termal pertumbuhan kristal tunggal silikon karbida, sing nyebabake stres internal asli lan dislokasi sing diasilake (dislokasi bidang basal BPD, dislokasi sekrup TSD, dislokasi pinggiran TED) sajrone proses pertumbuhan kristal, saengga mengaruhi kualitas lan kinerja epitaksi lan piranti sabanjure.
(3) Kontrol doping sing angel:
Pambukaan rereged njaba kudu dikontrol kanthi ketat kanggo entuk kristal konduktif kanthi doping arah;
(4) Tingkat pertumbuhan sing alon:
Laju tuwuhing silikon karbida iku alon banget. Bahan silikon tradisional mung butuh 3 dina kanggo tuwuh dadi batang kristal, dene batang kristal silikon karbida butuh 7 dina. Iki nyebabake efisiensi produksi silikon karbida sing luwih murah lan output sing winates banget.
Ing sisih liya, parameter pertumbuhan epitaksial silikon karbida pancen nuntut banget, kalebu kedap udara peralatan, stabilitas tekanan gas ing ruang reaksi, kontrol wektu introduksi gas sing tepat, akurasi rasio gas, lan manajemen suhu deposisi sing ketat. Utamane, kanthi peningkatan tingkat resistensi voltase piranti, kangelan ngontrol parameter inti wafer epitaksial saya tambah akeh. Kajaba iku, kanthi peningkatan kekandelan lapisan epitaksial, kepiye carane ngontrol keseragaman resistivitas lan nyuda kapadhetan cacat nalika njamin kekandelan wis dadi tantangan utama liyane. Ing sistem kontrol listrik, perlu kanggo nggabungake sensor lan aktuator presisi dhuwur kanggo mesthekake yen macem-macem parameter bisa diatur kanthi akurat lan stabil. Ing wektu sing padha, optimalisasi algoritma kontrol uga penting banget. Kudu bisa nyetel strategi kontrol kanthi wektu nyata miturut sinyal umpan balik kanggo adaptasi karo macem-macem owah-owahan ing proses pertumbuhan epitaksial silikon karbida.
Kesulitan utama ingsubstrat silikon karbidamanufaktur:
Wektu kiriman: 07-Jun-2024