Кристалл өстүрүү меши негизги жабдуулар болуп саналаткремний карбидикристалл өсүү. Ал салттуу кристаллдык кремний классындагы кристалл өсүү мешине окшош. Мештин түзүлүшү анчалык татаал эмес. Ал негизинен мештин корпусунан, жылытуу системасынан, катушка берүү механизминен, вакуумдук алуу жана өлчөө системасынан, газ жолу системасынан, муздатуу системасынан, башкаруу системасынан ж.б. турат. Жылуулук талаасы жана процесстин шарттары негизги көрсөткүчтөрдү аныктайткремний карбидинин кристаллымисалы, сапаты, өлчөмү, өткөрүмдүүлүгү жана башкалар.
Бир жагынан, өсүү учурундагы температуракремний карбидинин кристаллыөтө жогору жана аны көзөмөлдөө мүмкүн эмес. Ошондуктан, негизги кыйынчылык процесстин өзүндө жатат. Негизги кыйынчылыктар төмөнкүлөр:
(1) Жылуулук талаасын башкаруудагы кыйынчылык:
Жабык жогорку температурадагы көңдөйдү көзөмөлдөө кыйын жана башкарууга мүмкүн эмес. Жогорку деңгээлдеги автоматташтыруу жана байкоого жана башкарууга мүмкүн болгон кристалл өстүрүү процесси бар салттуу кремний негизиндеги эритме түз тартылуучу кристалл өстүрүү жабдууларынан айырмаланып, кремний карбидинин кристаллдары 2000 ℃ жогору жогорку температуралуу чөйрөдө жабык мейкиндикте өсөт жана өсүү температурасын өндүрүш учурунда так көзөмөлдөө керек, бул температураны көзөмөлдөөнү кыйындатат;
(2) Кристалл формасын башкаруудагы кыйынчылык:
Микротүтүкчөлөр, полиморфтук кошулмалар, дислокациялар жана башка кемчиликтер өсүү процессинде пайда болушу мүмкүн жана алар бири-бирине таасир этет жана эволюцияланат. Микротүтүкчөлөр (МП) - бул бир нече микрондон ондогон микронго чейинки өлчөмдөгү өтмө типтеги кемчиликтер, алар түзмөктөрдүн өлүмгө алып келүүчү кемчиликтери. Кремний карбидинин монокристалдары 200дөн ашык ар кандай кристалл формаларын камтыйт, бирок өндүрүш үчүн талап кылынган жарым өткөргүч материалдар бир нече гана кристаллдык структуралар (4H түрү) болуп саналат. Кристаллдык форманын трансформациясы өсүү процессинде оңой эле пайда болот, бул полиморфтук кошулма кемчиликтерине алып келет. Ошондуктан, кремний-көмүртек катышы, өсүү температурасынын градиенти, кристаллдын өсүү ылдамдыгы жана аба агымынын басымы сыяктуу параметрлерди так көзөмөлдөө зарыл. Мындан тышкары, кремний карбидинин монокристаллынын өсүшүнүн жылуулук талаасында температура градиенти бар, бул кристаллдын өсүү процессинде ички ички чыңалууга жана андан келип чыккан дислокацияларга (базалдык тегиздиктин дислокациясы BPD, бурама дислокациясы TSD, четтин дислокациясы TED) алып келет, ошону менен кийинки эпитаксиянын жана түзмөктөрдүн сапатына жана иштешине таасир этет.
(3) Допингди көзөмөлдөөнүн татаалдыгы:
Багытталган легирлөө менен өткөргүч кристалл алуу үчүн тышкы кошулмалардын киргизилиши катуу көзөмөлдөнүшү керек;
(4) Өсүү темпи жай:
Кремний карбидинин өсүү темпи абдан жай. Салттуу кремний материалдары кристалл таякчасына айлануу үчүн 3 күн гана талап кылынат, ал эми кремний карбидинин кристалл таякчалары 7 күн талап кылат. Бул кремний карбидинин өндүрүш натыйжалуулугунун табигый түрдө төмөндөшүнө жана өндүрүштүн өтө чектелүү болушуна алып келет.
Башка жагынан алганда, кремний карбидинин эпитаксиалдык өсүшүнүн параметрлери өтө талаптуу, анын ичинде жабдуулардын аба өткөрбөй тургандыгы, реакция камерасындагы газ басымынын туруктуулугу, газды киргизүү убактысын так көзөмөлдөө, газ катышынын тактыгы жана чөкмө температурасын катуу башкаруу. Атап айтканда, түзмөктүн чыңалууга каршы туруу деңгээлинин жакшырышы менен эпитаксиалдык пластинанын өзөктүк параметрлерин башкаруунун кыйынчылыгы бир топ жогорулады. Мындан тышкары, эпитаксиалдык катмардын калыңдыгынын жогорулашы менен, калыңдыгын камсыз кылуу менен каршылыктын бирдейлигин кантип көзөмөлдөө жана кемчилик тыгыздыгын кантип азайтуу дагы бир чоң кыйынчылыкка айланды. Электрлештирилген башкаруу системасында ар кандай параметрлерди так жана туруктуу жөнгө салуу үчүн жогорку тактыктагы сенсорлорду жана аткаруучу механизмдерди интеграциялоо зарыл. Ошол эле учурда, башкаруу алгоритмин оптималдаштыруу да абдан маанилүү. Кремний карбидинин эпитаксиалдык өсүшү процессиндеги ар кандай өзгөрүүлөргө ыңгайлашуу үчүн кайтарым байланыш сигналына ылайык башкаруу стратегиясын реалдуу убакытта тууралай алышы керек.
Негизги кыйынчылыктаркремний карбидинин субстратыөндүрүш:
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 7-июну