კრისტალების ზრდის ღუმელი ძირითადი აღჭურვილობაასილიციუმის კარბიდიკრისტალის ზრდა. ის ტრადიციული კრისტალური სილიციუმის ხარისხის კრისტალის ზრდის ღუმელის მსგავსია. ღუმელის სტრუქტურა დიდად რთული არ არის. იგი ძირითადად შედგება ღუმელის კორპუსის, გათბობის სისტემის, ხვეულის გადაცემის მექანიზმის, ვაკუუმის შეგროვებისა და გაზომვის სისტემის, გაზის გზის სისტემის, გაგრილების სისტემის, მართვის სისტემის და ა.შ.გან. თერმული ველი და პროცესის პირობები განსაზღვრავს ძირითად ინდიკატორებს.სილიციუმის კარბიდის კრისტალიროგორიცაა ხარისხი, ზომა, გამტარობა და ა.შ.
ერთი მხრივ, ტემპერატურა ზრდის დროსსილიციუმის კარბიდის კრისტალიძალიან მაღალია და მისი მონიტორინგი შეუძლებელია. ამიტომ, მთავარი სირთულე თავად პროცესშია. ძირითადი სირთულეები შემდეგია:
(1) თერმული ველის კონტროლის სირთულე:
დახურული მაღალი ტემპერატურის ღრუს მონიტორინგი რთულია და უკონტროლო. ტრადიციული სილიციუმის ბაზაზე დამზადებული ხსნარული პირდაპირი აწევის კრისტალების ზრდის მოწყობილობისგან განსხვავებით, რომელიც მაღალი ხარისხის ავტომატიზაციისა და დაკვირვებადი და კონტროლირებადი კრისტალების ზრდის პროცესს აკვირდება, სილიციუმის კარბიდის კრისტალები იზრდება დახურულ სივრცეში, 2000℃-ზე მაღალ ტემპერატურაზე და წარმოების დროს ზრდის ტემპერატურა ზუსტად უნდა იყოს კონტროლირებადი, რაც ტემპერატურის კონტროლს ართულებს;
(2) კრისტალური ფორმის კონტროლის სირთულე:
მიკრომილები, პოლიმორფული ჩანართები, დისლოკაციები და სხვა დეფექტები ზრდის პროცესში ხშირად წარმოიქმნება და ისინი ერთმანეთზე მოქმედებენ და ვითარდებიან. მიკრომილები (MP) არის გამჭოლი ტიპის დეფექტები, რომელთა ზომა რამდენიმე მიკრონიდან ათეულ მიკრონამდეა და მოწყობილობების გადამწყვეტი დეფექტებია. სილიციუმის კარბიდის მონოკრისტალები მოიცავს 200-ზე მეტ სხვადასხვა კრისტალურ ფორმას, მაგრამ მხოლოდ რამდენიმე კრისტალური სტრუქტურა (4H ტიპი) წარმოადგენს ნახევარგამტარულ მასალას, რომელიც საჭიროა წარმოებისთვის. კრისტალური ფორმის ტრანსფორმაცია ადვილად ხდება ზრდის პროცესში, რაც იწვევს პოლიმორფულ ჩანართების დეფექტებს. ამიტომ, აუცილებელია ისეთი პარამეტრების ზუსტად კონტროლი, როგორიცაა სილიციუმ-ნახშირბადის თანაფარდობა, ზრდის ტემპერატურის გრადიენტი, კრისტალის ზრდის სიჩქარე და ჰაერის ნაკადის წნევა. გარდა ამისა, სილიციუმის კარბიდის მონოკრისტალის ზრდის თერმულ ველში არსებობს ტემპერატურის გრადიენტი, რაც იწვევს ბუნებრივ შინაგან სტრესს და შედეგად გამოწვეულ დისლოკაციებს (ბაზალური სიბრტყის დისლოკაცია BPD, ხრახნიანი დისლოკაცია TSD, კიდის დისლოკაცია TED) კრისტალის ზრდის პროცესში, რითაც გავლენას ახდენს შემდგომი ეპიტაქსიის და მოწყობილობების ხარისხსა და მუშაობაზე.
(3) დოპინგის კონტროლის სირთულე:
გარე მინარევების შეყვანა მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი, მიმართულების დოპინგის მქონე გამტარი კრისტალის მისაღებად;
(4) ნელი ზრდის ტემპი:
სილიციუმის კარბიდის ზრდის ტემპი ძალიან ნელია. ტრადიციულ სილიციუმის მასალებს მხოლოდ 3 დღე სჭირდება კრისტალურ ღეროდ გასაზრდელად, ხოლო სილიციუმის კარბიდის კრისტალურ ღეროებს - 7 დღე. ეს იწვევს სილიციუმის კარბიდის წარმოების ბუნებრივად დაბალ ეფექტურობას და ძალიან შეზღუდულ წარმოებას.
მეორე მხრივ, სილიციუმის კარბიდის ეპიტაქსიური ზრდის პარამეტრები უკიდურესად მომთხოვნია, მათ შორის აღჭურვილობის ჰერმეტულობა, რეაქციის კამერაში გაზის წნევის სტაბილურობა, გაზის შეყვანის დროის ზუსტი კონტროლი, გაზის თანაფარდობის სიზუსტე და დეპონირების ტემპერატურის მკაცრი მართვა. კერძოდ, მოწყობილობის ძაბვის წინააღმდეგობის დონის გაუმჯობესებასთან ერთად, მნიშვნელოვნად გაიზარდა ეპიტაქსიური ვაფლის ძირითადი პარამეტრების კონტროლის სირთულე. გარდა ამისა, ეპიტაქსიური ფენის სისქის ზრდასთან ერთად, კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი გამოწვევა გახდა წინაღობის ერთგვაროვნების კონტროლი და დეფექტის სიმკვრივის შემცირება სისქის უზრუნველყოფის პარალელურად. ელექტრიფიცირებულ მართვის სისტემაში აუცილებელია მაღალი სიზუსტის სენსორების და აქტივატორების ინტეგრირება, რათა უზრუნველყოფილი იყოს სხვადასხვა პარამეტრის ზუსტი და სტაბილური რეგულირება. ამავდროულად, მართვის ალგორითმის ოპტიმიზაციაც მნიშვნელოვანია. მას უნდა შეეძლოს კონტროლის სტრატეგიის რეალურ დროში რეგულირება უკუკავშირის სიგნალის მიხედვით, რათა მოერგოს სილიციუმის კარბიდის ეპიტაქსიური ზრდის პროცესში სხვადასხვა ცვლილებებს.
ძირითადი სირთულეებისილიციუმის კარბიდის სუბსტრატიწარმოება:
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 7 ივნისი