1. Технологија за допирање со силициум карбиден прав
Допирањето на соодветна количина на Ce елемент во силициум карбиден прав може да го постигне ефектот на стабилен раст на монокристалната форма на 4H-SiC. Практичното искуство покажа дека допирањето на Ce елементи во прашкасти материјали може да ја зголеми стапката на раст на кристалите на силициум карбид, со што кристалите растат побрзо. Ориентацијата на силициум карбидот може да се контролира, правејќи ја насоката на раст на кристалите порамномерна и поправилна. Го инхибира создавањето на нечистотии во кристалите, го намалува формирањето на дефекти и го олеснува добивањето кристали во монокристална форма и висококвалитетни кристали. Може да ја инхибира корозијата на задната страна од кристалот и да ја зголеми брзината на монокристалното формирање на кристалот.
2. Технологија за контрола на градиент на аксијално и радијално температурно поле
Аксијалниот температурен градиент главно влијае на формата на растот на кристалите и ефикасноста на растот на кристалите. Премал температурен градиент ќе доведе до појава на хетерокристали за време на процесот на раст на кристалите, а исто така ќе влијае и на брзината на транспорт на гасовити супстанции, што резултира со намалување на брзината на раст на кристалите. Соодветните аксијални и радијални температурни градиенти го олеснуваат брзиот раст на SiC кристалите и ја одржуваат стабилноста на квалитетот на кристалите.
3. Технологија за контрола на дислокација на основна рамнина (BPD)
Главната причина за формирање на BPD дефект е тоа што смолкнувањето во кристалот го надминува критичното смолкнување наSiC кристал, што доведува до активирање на системот за лизгање. Бидејќи BPD е нормален на насоката на раст на кристалите, тој главно се произведува за време на процесот на раст на кристалите и подоцнежниот процес на ладење на кристалите.
4. Технологија за регулирање и контрола на односот на компонентите во гасната фаза
Во процесот на раст на кристали, зголемувањето на односот јаглерод-силициум и односот на компонентите во гасна фаза во средината на раст е ефикасна мерка за постигнување стабилен раст на монокристална форма. Бидејќи високиот однос јаглерод-силициум може да ја намали коалесценцијата во голем чекор и да го одржи наследувањето на информациите за раст на површината на почетниот кристал, може да го потисне полиморфизмот.
5. Технологија за контрола на низок стрес
За време на процесот на раст на кристалите, присуството на стрес може да предизвика внатрешните кристални рамнини наSiCда се свиткуваат, што резултира со лош квалитет на кристалот, па дури и пукање на кристалот. Покрај тоа, големиот стрес може да доведе до зголемување на дислокациите во основната рамнина на плочката. Овие дефекти можат да навлезат во епитаксијалниот слој за време на епитаксијалниот процес, сериозно влијаејќи на перформансите на уредот во подоцнежната фаза.
Еве неколку методи за подобрување на процесот на намалување на стресот во кристалот:
1. Прилагодете ја распределбата на температурното поле и параметрите на процесот за да овозможите SiC единечнораст на кристалида се продолжи под услови што е можно поблиску до рамнотежа.
2. Оптимизирајте ја структурата и обликот на садот за да му овозможите на кристалот да расте што е можно послободно во неограничена состојба.
3. Во врска со фиксацијата на почетниот кристал, модифицирајте го процесот на фиксирање за да ја намалите разликата во коефициентите на термичка експанзија помеѓу почетниот кристал и графитниот држач за време на загревањето, со што ќе се минимизира внатрешниот стрес во рамките на 4H-SiC монокристалот. Вообичаен пристап е да се остави простор од 2 mm помеѓу почетниот кристал и графитниот држач.
4. Изменете го процесот на жарење на кристалот со имплементирање на жарење со ладење во печка за кристалот. Прилагодете ја температурата и времетраењето на жарењето за целосно ослободување на внатрешниот стрес во кристалот.
Гледано напред, технологијата за подготовка на висококвалитетен силициум карбид (SiC) со еден кристал ќе се развива во неколку клучни насоки:
1. Зголемување на големината на плочката: Дијаметарот на кристалот SiC напредуваше од почетните милиметри до сегашните плочки од 6 инчи, 8 инчи, па дури и поголеми од 12 инчи. Подготовката на поголеми кристали SiC ја подобрува ефикасноста на производството, ги намалува трошоците и ги задоволува барањата на уредите со голема моќност.
2. Подобрување на квалитетот на кристалите: Висококвалитетните кристали од SiC се клучни за уреди со високи перформанси. Иако е постигнат значителен напредок, дефектите како што се микроцевките, дислокациите и нечистотиите сè уште постојат, што влијае на перформансите и сигурноста на уредот.
3. Намалување на трошоците за производство: Релативно високата цена на подготовката на SiC кристали ја ограничува неговата примена во одредени области. Намалувањето на трошоците може да се постигне со оптимизирање на процесите на раст, подобрување на ефикасноста на производството и намалување на трошоците за суровини.
4. Имплементација на интелигентно производство: Со напредокот во вештачката интелигенција и големите податоци, технологијата за раст на кристали од SiC сè повеќе ќе ја прифаќа интелигенцијата. Мониторингот и контролата во реално време преку сензори и автоматизирани системи за контрола ја подобруваат стабилноста и контролата на процесот. Истовремено, користењето на аналитиката на големи податоци ги оптимизира податоците за раст, со што се подобрува квалитетот на кристалите и ефикасноста на производството.
Технологијата за подготовка на висококвалитетни монокристали од силициум карбид е една од актуелните жаришта во истражувањето на полупроводнички материјали. Со континуираниот напредок на технологијата, технологијата за раст на кристали од силициум карбид ќе продолжи да се развива и подобрува, обезбедувајќи поцврста основа за примена на силициум карбид во области со висока температура, висока фреквенција, висока моќност и други области.
Време на објавување: 10 јули 2025 година