1.Silīcija karbīda pulvera dopinga tehnoloģija
Pievienojot atbilstošu Ce elementa daudzumu silīcija karbīda pulverī, var panākt 4H-SiC monokristāla formas stabilas augšanas efektu. Praktiskā pieredze rāda, ka Ce elementu dopēšana pulverveida materiālos var palielināt silīcija karbīda kristālu augšanas ātrumu, paātrinot kristālu augšanu. Silīcija karbīda orientāciju var kontrolēt, padarot kristālu augšanas virzienu vienmērīgāku un regulārāku. Tas kavē piemaisījumu veidošanos kristālos, samazina defektu veidošanos un atvieglo monokristāla formas kristālu un augstas kvalitātes kristālu iegūšanu. Tas var kavēt koroziju kristāla aizmugurē un palielināt monokristāla ātrumu.
2.Aksiālā un radiālā temperatūras lauka gradienta kontroles tehnoloģija
Aksiālais temperatūras gradients galvenokārt ietekmē kristālu augšanas formu un kristālu augšanas efektivitāti. Pārāk mazs temperatūras gradients novedīs pie heterokristālu parādīšanās kristālu augšanas procesā un ietekmēs arī gāzveida vielu transportēšanas ātrumu, kā rezultātā samazinās kristālu augšanas ātrums. Atbilstoši aksiālie un radiālie temperatūras gradienti veicina SiC kristālu strauju augšanu un saglabā kristālu kvalitātes stabilitāti.
3.Bāzes plaknes dislokācijas (BPD) vadības tehnoloģija
Galvenais BPD defektu veidošanās iemesls ir tas, ka kristāla bīdes spriegums pārsniedz kristāla kritisko bīdes spriegumu.SiC kristāls, kas noved pie slīdēšanas sistēmas aktivācijas. Tā kā BPD ir perpendikulārs kristāla augšanas virzienam, tas galvenokārt rodas kristāla augšanas procesā un vēlākā kristāla atdzišanas procesā.
4.Gāzes fāzes komponentu attiecības regulēšanas un vadības tehnoloģija
Kristāla augšanas procesā oglekļa-silīcija attiecības un gāzes fāzes komponentu attiecības palielināšana augšanas vidē ir efektīvs pasākums, lai panāktu stabilu monokristāla formas augšanu. Tā kā augsta oglekļa-silīcija attiecība var samazināt lielu pakāpienu koalescenci un saglabāt augšanas informācijas mantošanu uz sēklas kristāla virsmas, tā var nomākt polimorfismu.
5.Zema stresa kontroles tehnoloģija
Kristāla augšanas procesā stresa klātbūtne var izraisīt kristāla iekšējās plaknesSiCsaliekties, kā rezultātā pasliktinās kristāla kvalitāte un pat kristāla plaisāšana. Turklāt liels spriegums var izraisīt dislokāciju palielināšanos vafeles pamatplaknē. Šie defekti var iekļūt epitaksiālajā slānī epitaksiālā procesa laikā, nopietni ietekmējot ierīces darbību vēlākā posmā.
Šeit ir vairākas metodes, kā uzlabot kristāla stresa samazināšanas procesu:
1. Pielāgojiet temperatūras lauka sadalījumu un procesa parametrus, lai iespējotu SiC atsevišķukristālu augšanalai darbotos apstākļos, kas ir pēc iespējas tuvāki līdzsvaram.
2. Optimizējiet tīģeļa struktūru un formu, lai kristāls varētu augt pēc iespējas brīvāk neierobežotā stāvoklī.
3. Attiecībā uz sēklas kristāla fiksāciju, modificējiet fiksācijas procesu, lai samazinātu termiskās izplešanās koeficientu atšķirību starp sēklas kristālu un grafīta turētāju karsēšanas laikā, tādējādi samazinot iekšējo spriegumu 4H-SiC monokristālā. Izplatīta pieeja ir atstāt 2 mm atstarpi starp sēklas kristālu un grafīta turētāju.
4. Mainiet kristāla atkvēlināšanas procesu, ieviešot kristāla atkvēlināšanu krāsnī dzesēšanas režīmā. Pielāgojiet atkvēlināšanas temperatūru un ilgumu, lai pilnībā atbrīvotu kristāla iekšējo spriegumu.
Raugoties nākotnē, augstas kvalitātes silīcija karbīda (SiC) monokristālu sagatavošanas tehnoloģija attīstīsies vairākos galvenajos virzienos:
1. Plākšņu izmēra palielināšana: SiC kristālu diametrs ir palielinājies no sākotnējiem milimetriem līdz pašreizējiem 6 collu, 8 collu un pat lielākām 12 collu plāksnēm. Lielāku SiC kristālu izgatavošana uzlabo ražošanas efektivitāti, samazina izmaksas un atbilst lieljaudas ierīču prasībām.
2. Kristālu kvalitātes uzlabošana: augstas kvalitātes SiC kristāli ir ļoti svarīgi augstas veiktspējas ierīcēm. Lai gan ir panākts ievērojams progress, joprojām pastāv tādi defekti kā mikrocaurules, dislokācijas un piemaisījumi, kas ietekmē ierīces veiktspēju un uzticamību.
3. Ražošanas izmaksu samazināšana: SiC kristālu sagatavošanas relatīvi augstās izmaksas ierobežo tā pielietojumu noteiktās jomās. Izmaksu samazināšanu var panākt, optimizējot augšanas procesus, uzlabojot ražošanas efektivitāti un samazinot izejvielu izmaksas.
4. Inteliģentas ražošanas ieviešana: Līdz ar mākslīgā intelekta un lielo datu attīstību SiC kristālu augšanas tehnoloģija arvien vairāk izmantos intelektu. Reāllaika uzraudzība un vadība, izmantojot sensorus un automatizētas vadības sistēmas, uzlabo procesa stabilitāti un vadāmību. Vienlaikus lielo datu analīzes izmantošana optimizē augšanas datus, tādējādi uzlabojot kristālu kvalitāti un ražošanas efektivitāti.
Augstas kvalitātes silīcija karbīda monokristālu sagatavošanas tehnoloģija ir viena no pašreizējām pusvadītāju materiālu pētījumu prioritātēm. Līdz ar tehnoloģiju nepārtrauktu attīstību silīcija karbīda kristālu audzēšanas tehnoloģija turpinās attīstīties un uzlaboties, nodrošinot stabilāku pamatu silīcija karbīda pielietošanai augstas temperatūras, augstas frekvences, lielas jaudas un citās jomās.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 10. jūlijs