1. Кремний карбиді ұнтағын легирлеу технологиясы
Кремний карбиді ұнтағына тиісті мөлшерде Ce элементін қосу 4H-SiC монокристалды түрінің тұрақты өсуіне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Тәжірибе көрсеткендей, ұнтақ материалдарына Ce элементтерін қосу кремний карбиді кристалдарының өсу жылдамдығын арттырып, кристалдардың тез өсуіне ықпал етеді. Кремний карбидінің бағытын басқаруға болады, бұл кристалдардың өсу бағытын біркелкі және тұрақты етеді. Кристаллдардағы қоспалардың пайда болуын тежейді, ақаулардың пайда болуын азайтады және монокристалды пішінді кристалдар мен жоғары сапалы кристалдарды алуды жеңілдетеді. Бұл кристалдың артқы жағындағы коррозияны тежеп, кристалдың монокристалды жылдамдығын арттыра алады.
2. Осьтік және радиалды температура өрісінің градиентін басқару технологиясы
Осьтік температура градиенті негізінен кристалдардың өсу формасына және кристалдардың өсу тиімділігіне әсер етеді. Тым аз температура градиенті кристалдардың өсу процесінде гетерокристалдардың пайда болуына әкеледі, сондай-ақ газ тәрізді заттардың тасымалдау жылдамдығына әсер етеді, бұл кристалдардың өсу жылдамдығының төмендеуіне әкеледі. Тиісті осьтік және радиалды температура градиенттері SiC кристалдарының тез өсуіне ықпал етеді және кристалл сапасының тұрақтылығын сақтайды.
3. Базис жазықтығын дислокациялауды (БЖД) басқару технологиясы
BPD ақауының пайда болуының негізгі себебі - кристалдағы ығысу кернеуі кристалдың критикалық ығысу кернеуінен асып түседі.SiC кристалы, сырғанау жүйесінің белсендірілуіне әкеледі. BPD кристалдың өсу бағытына перпендикуляр болғандықтан, ол негізінен кристалдың өсу процесінде және кейінгі кристалды салқындату процесінде пайда болады.
4. Газ фазасының компоненттерінің қатынасын реттеу және басқару технологиясы
Кристалл өсу процесінде өсу ортасында көміртек-кремний қатынасын және газ фазасының компонент қатынасын арттыру монокристалл формасының тұрақты өсуіне қол жеткізудің тиімді шарасы болып табылады. Көміртек-кремний қатынасының жоғары болуы үлкен сатылы бірігуді азайтып, тұқым кристалының бетінде өсу ақпаратының мұрагерлігін сақтай алатындықтан, ол полиморфизмді басуы мүмкін.
5. Төмен кернеулі басқару технологиясы
Кристалл өсу процесінде стресстің болуы ішкі кристалдық жазықтықтардың пайда болуына әкелуі мүмкінSiCмайысып, кристалл сапасының төмендеуіне және тіпті кристалдардың жарылуына әкеледі. Сонымен қатар, үлкен кернеу пластинаның негізгі жазықтығындағы дислокациялардың артуына әкелуі мүмкін. Бұл ақаулар эпитаксиалды процесс кезінде эпитаксиалды қабатқа еніп, құрылғының кейінгі кезеңде жұмысына айтарлықтай әсер етуі мүмкін.
Кристалл ішіндегі кернеуді азайту процесін жақсартудың бірнеше әдісі бар:
1. SiC бірлігін қосу үшін температура өрісінің таралуын және процесс параметрлерін реттеңізкристалды өсумүмкіндігінше тепе-теңдікке жақын жағдайларда алға жылжу.
2. Кристаллдың еркін өсу үшін тигель құрылымы мен пішінін оңтайландырыңыз.
3. Тұқым кристалын бекітуге қатысты, қыздыру кезінде тұқым кристалы мен графит ұстағыш арасындағы жылу кеңею коэффициенттерінің айырмашылығын азайту үшін бекіту процесін өзгертіңіз, осылайша 4H-SiC монокристалындағы ішкі кернеуді азайтыңыз. Кең таралған тәсіл - тұқым кристалы мен графит ұстағыш арасында 2 мм саңылау қалдыру.
4. Кристалл үшін пеште салқындатылатын күйдіруді енгізу арқылы кристалды күйдіру процесін өзгертіңіз. Кристалл ішіндегі ішкі кернеуді толығымен босату үшін күйдіру температурасы мен ұзақтығын реттеңіз.
Болашақта жоғары сапалы кремний карбидін (SiC) монокристалды дайындау технологиясы бірнеше негізгі бағытта дамиды:
1. Вафли өлшемін үлкейту: SiC кристалының диаметрі бастапқы миллиметрден қазіргі 6 дюймдік, 8 дюймдік және тіпті үлкенірек 12 дюймдік вафлилерге дейін өсті. Үлкенірек SiC кристалдарын дайындау өндіріс тиімділігін арттырады, шығындарды азайтады және жоғары қуатты құрылғылардың талаптарын қанағаттандырады.
2. Кристалл сапасын жақсарту: Жоғары сапалы SiC кристалдары жоғары өнімді құрылғылар үшін өте маңызды. Айтарлықтай ілгерілеушілікке қол жеткізілгенімен, микроқұбырлар, шығып кетулер және қоспалар сияқты ақаулар әлі де сақталып, құрылғының өнімділігі мен сенімділігіне әсер етеді.
3. Өндіріс шығындарын азайту: SiC кристалын дайындаудың салыстырмалы түрде жоғары құны оны белгілі бір салаларда қолдануды шектейді. Шығындарды азайтуға өсу процестерін оңтайландыру, өндіріс тиімділігін арттыру және шикізат шығындарын азайту арқылы қол жеткізуге болады.
4. Ақылды өндірісті енгізу: Жасанды интеллект пен үлкен деректердегі жетістіктермен SiC кристалдарын өсіру технологиясы интеллектті барған сайын кеңінен қолданады. Сенсорлар мен автоматтандырылған басқару жүйелері арқылы нақты уақыт режимінде бақылау және басқару процестің тұрақтылығы мен басқарылуын арттырады. Сонымен қатар, үлкен деректерді талдауды пайдалану өсу деректерін оңтайландырады, осылайша кристалдардың сапасы мен өндіріс тиімділігін жақсартады.
Жоғары сапалы кремний карбидінің монокристалдарын дайындау технологиясы жартылай өткізгіш материалдарды зерттеудегі қазіргі кездегі ең өзекті мәселелердің бірі болып табылады. Технологияның үздіксіз дамуымен кремний карбидінің кристалдарын өсіру технологиясы дамып, жетілдіріліп, кремний карбидін жоғары температуралы, жоғары жиілікті, жоғары қуатты және басқа да салаларда қолдану үшін берік негіз қаланады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 10 шілде