Кристалды өсіру пеші - негізгі жабдықкремний карбидіКристалл өсу. Бұл дәстүрлі кристалды кремний класты кристалды өсу пешіне ұқсас. Пештің құрылымы аса күрделі емес. Ол негізінен пеш корпусынан, жылыту жүйесінен, катушка беру механизмінен, вакуумды алу және өлшеу жүйесінен, газ жолынан, салқындату жүйесінен, басқару жүйесінен және т.б. тұрады. Жылу өрісі мен процесс жағдайлары негізгі көрсеткіштерді анықтайдыкремний карбиді кристалымысалы, сапасы, мөлшері, өткізгіштігі және т.б.
Бір жағынан, өсу кезіндегі температуракремний карбиді кристалыөте жоғары және оны бақылау мүмкін емес. Сондықтан, негізгі қиындық процестің өзінде жатыр. Негізгі қиындықтар келесідей:
(1) Жылу өрісін басқарудағы қиындық:
Жабық жоғары температуралы қуысты бақылау қиын және бақылау мүмкін емес. Жоғары дәрежелі автоматтандыру және бақыланатын және басқарылатын кристалды өсіру процесі бар дәстүрлі кремний негізіндегі ерітіндіні тікелей тарту арқылы кристалды өсіру жабдығынан айырмашылығы, кремний карбиді кристалдары 2000 ℃-тан жоғары температуралы ортада жабық кеңістікте өседі, ал өндіріс кезінде өсу температурасын дәл бақылау қажет, бұл температураны бақылауды қиындатады;
(2) Кристалл пішінін басқарудағы қиындық:
Микроқұбырлар, полиморфты қосындылар, дислокациялар және басқа да ақаулар өсу процесінде пайда болуы мүмкін, және олар бір-біріне әсер етеді және дамиды. Микроқұбырлар (МҚ) - бірнеше микроннан ондаған микронға дейінгі өлшемдегі өтпелі типті ақаулар, олар құрылғылардың өлімге әкелетін ақаулары. Кремний карбидінің монокристалдарында 200-ден астам әртүрлі кристалдық формалар бар, бірақ өндіріс үшін қажетті жартылай өткізгіш материалдар тек бірнеше кристалдық құрылымдар (4H типті) болып табылады. Кристаллдық форманың трансформациясы өсу процесінде оңай орын алады, бұл полиморфты қосынды ақауларына әкеледі. Сондықтан кремний-көміртек қатынасы, өсу температурасының градиенті, кристалдың өсу жылдамдығы және ауа ағынының қысымы сияқты параметрлерді дәл бақылау қажет. Сонымен қатар, кремний карбидінің монокристалының өсуінің жылу өрісінде температура градиенті бар, бұл кристалдың өсу процесінде табиғи ішкі кернеуге және нәтижесінде пайда болған дислокацияларға (базальды жазықтықтың дислокациясы BPD, бұрандалы дислокация TSD, жиектің дислокациясы TED) әкеледі, осылайша кейінгі эпитаксиия мен құрылғылардың сапасы мен жұмысына әсер етеді.
(3) Қиын допинг бақылауы:
Бағытталған қоспасы бар өткізгіш кристалды алу үшін сыртқы қоспалардың енгізілуін қатаң бақылау қажет;
(4) Баяу өсу қарқыны:
Кремний карбидінің өсу қарқыны өте баяу. Дәстүрлі кремний материалдарының кристалдық таяқшаға айналуы үшін небәрі 3 күн қажет, ал кремний карбидінің кристалдық таяқшалары 7 күн қажет. Бұл кремний карбидінің табиғи түрде өндіріс тиімділігінің төмендеуіне және өнімнің өте шектеулі болуына әкеледі.
Екінші жағынан, кремний карбидінің эпитаксиалды өсуінің параметрлері өте күрделі, соның ішінде жабдықтың ауа өткізбейтіндігі, реакция камерасындағы газ қысымының тұрақтылығы, газды енгізу уақытын дәл бақылау, газ қатынасының дәлдігі және тұндыру температурасын қатаң басқару. Атап айтқанда, құрылғының кернеу кедергісі деңгейінің жақсаруымен эпитаксиалды пластинаның негізгі параметрлерін басқару қиындығы айтарлықтай артты. Сонымен қатар, эпитаксиалды қабаттың қалыңдығының артуымен, қалыңдығын қамтамасыз ете отырып, кедергінің біркелкілігін қалай басқару және ақау тығыздығын қалай азайту керектігі тағы бір үлкен қиындыққа айналды. Электрлендірілген басқару жүйесінде әртүрлі параметрлерді дәл және тұрақты реттеуге болатындығын қамтамасыз ету үшін жоғары дәлдіктегі сенсорлар мен жетектерді біріктіру қажет. Сонымен қатар, басқару алгоритмін оңтайландыру да өте маңызды. Кремний карбидінің эпитаксиалды өсу процесіндегі әртүрлі өзгерістерге бейімделу үшін кері байланыс сигналына сәйкес басқару стратегиясын нақты уақыт режимінде реттей алуы керек.
Негізгі қиындықтаркремний карбидінің негізіөндіріс:
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 7 маусым