1.Silicio karbido miltelių legiravimo technologija
Į silicio karbido miltelius įterpus tinkamą Ce elemento kiekį, galima pasiekti stabilų 4H-SiC monokristalinės formos augimą. Praktinė patirtis parodė, kad Ce elementų įterpimas į miltelių pavidalo medžiagas gali padidinti silicio karbido kristalų augimo greitį, todėl kristalai auga greičiau. Galima kontroliuoti silicio karbido orientaciją, todėl kristalų augimo kryptis tampa tolygesnė ir reguliaresnė. Slopinamas priemaišų susidarymas kristaluose, sumažinamas defektų susidarymas ir lengviau gaunami monokristalinės formos ir aukštos kokybės kristalai. Slopinamas korozijos susidarymas kristalo gale ir padidinamas monokristalinis greitis.
2. Ašinio ir radialinio temperatūros lauko gradiento valdymo technologija
Ašinis temperatūros gradientas daugiausia veikia kristalų augimo formą ir kristalų augimo efektyvumą. Per mažas temperatūros gradientas lems heterokristalų atsiradimą kristalų augimo procese ir taip pat turės įtakos dujinių medžiagų pernašos greičiui, dėl ko sumažės kristalų augimo greitis. Tinkami ašiniai ir radialiniai temperatūros gradientai skatina greitą SiC kristalų augimą ir palaiko kristalų kokybės stabilumą.
3.Bazės plokštumos dislokacijos (BPD) valdymo technologija
Pagrindinė BPD defektų susidarymo priežastis yra ta, kad kristalo šlyties įtempis viršija kritinį kristalo šlyties įtempį.SiC kristalas, dėl ko aktyvuojama slydimo sistema. Kadangi BPD yra statmenas kristalo augimo krypčiai, jis daugiausia susidaro kristalo augimo proceso ir vėlesnio kristalo aušinimo proceso metu.
4. Dujų fazės komponentų santykio reguliavimo ir valdymo technologija
Kristalų augimo procese anglies ir silicio santykio bei dujų fazės komponentų santykio didinimas augimo aplinkoje yra efektyvi priemonė siekiant stabilaus monokristalo formos augimo. Kadangi didelis anglies ir silicio santykis gali sumažinti didelių pakopų koalescenciją ir išlaikyti augimo informacijos paveldėjimą sėklinio kristalo paviršiuje, jis gali slopinti polimorfizmą.
5. Mažo įtempio valdymo technologija
Kristalų augimo proceso metu dėl įtempio vidinės kristalų plokštumos gali deformuotis.SiClenktis, dėl to pablogėja kristalų kokybė ir netgi kristalai įtrūksta. Be to, didelis įtempis gali padidinti dislokacijas plokštelės pagrindinės plokštumos plokštumoje. Šie defektai epitaksijos proceso metu gali patekti į epitaksijos sluoksnį ir rimtai paveikti įrenginio veikimą vėlesniame etape.
Štai keli būdai, kaip pagerinti kristalo įtempio mažinimo procesą:
1. Sureguliuokite temperatūros lauko pasiskirstymą ir proceso parametrus, kad būtų įjungtas SiC vieno elemento veikimas.kristalų augimasvykti kuo artimesnėmis pusiausvyros sąlygomis.
2. Optimizuokite tiglio struktūrą ir formą, kad kristalas galėtų kuo laisviau augti nevaržomoje būsenoje.
3. Fiksuojant užsėjimo kristalą, modifikuoti tvirtinimo procesą, kad būtų sumažintas užsėjimo kristalo ir grafito laikiklio šiluminio plėtimosi koeficientų skirtumas kaitinimo metu, taip sumažinant vidinį įtempį 4H-SiC monokristale. Įprastas metodas yra palikti 2 mm tarpą tarp užsėjimo kristalo ir grafito laikiklio.
4. Modifikuokite kristalo atkaitinimo procesą, atkaitindami kristalą krosnyje. Sureguliuokite atkaitinimo temperatūrą ir trukmę, kad visiškai pašalintumėte vidinius kristalo įtempius.
Žvelgiant į ateitį, aukštos kokybės silicio karbido (SiC) monokristalų paruošimo technologija vystysis keliomis pagrindinėmis kryptimis:
1. Plokštelių dydžio didinimas: SiC kristalų skersmuo padidėjo nuo pradinių milimetrų iki dabartinių 6 colių, 8 colių ir net didesnių 12 colių plokštelių. Didesnių SiC kristalų gamyba padidina gamybos efektyvumą, sumažina sąnaudas ir atitinka didelės galios įrenginių reikalavimus.
2. Kristalų kokybės gerinimas: aukštos kokybės SiC kristalai yra labai svarbūs našiems įrenginiams. Nors padaryta didelė pažanga, vis dar išlieka defektų, tokių kaip mikrovamzdeliai, dislokacijos ir priemaišos, kurie turi įtakos įrenginio veikimui ir patikimumui.
3. Gamybos sąnaudų mažinimas: santykinai didelė SiC kristalų paruošimo kaina riboja jo taikymą tam tikrose srityse. Sąnaudas galima sumažinti optimizuojant augimo procesus, gerinant gamybos efektyvumą ir mažinant žaliavų sąnaudas.
4. Pažangios gamybos diegimas: Tobulėjant dirbtiniam intelektui ir dideliems duomenims, SiC kristalų augimo technologijos vis labiau diegs išmaniąsias technologijas. Stebėjimas ir valdymas realiuoju laiku naudojant jutiklius ir automatizuotas valdymo sistemas padidina proceso stabilumą ir valdomumą. Tuo pačiu metu, naudojant didelių duomenų analizę, optimizuojami augimo duomenys, taip pagerinant kristalų kokybę ir gamybos efektyvumą.
Aukštos kokybės silicio karbido monokristalų paruošimo technologija yra viena iš dabartinių puslaidininkinių medžiagų tyrimų sričių. Nuolat tobulėjant technologijoms, silicio karbido kristalų auginimo technologija toliau vystysis ir tobulės, suteikdama tvirtesnį pagrindą silicio karbido taikymui aukštos temperatūros, aukšto dažnio, didelės galios ir kitose srityse.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 10 d.