सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसच्या तांत्रिक अडचणी काय आहेत?

क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेस हे यासाठीचे मुख्य उपकरण आहेसिलिकॉन कार्बाइडक्रिस्टल ग्रोथ. हे पारंपारिक क्रिस्टलाइन सिलिकॉन ग्रेड क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेससारखेच आहे. फर्नेसची रचना फारशी क्लिष्ट नाही. त्यात प्रामुख्याने फर्नेस बॉडी, हीटिंग सिस्टम, कॉइल ट्रान्समिशन मेकॅनिझम, व्हॅक्यूम अक्विझिशन आणि मापन सिस्टम, गॅस पाथ सिस्टम, कूलिंग सिस्टम, कंट्रोल सिस्टम इत्यादींचा समावेश आहे. थर्मल फील्ड आणि प्रक्रिया परिस्थिती मुख्य निर्देशक निश्चित करतात.सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टलजसे की गुणवत्ता, आकार, चालकता आणि असेच बरेच काही.

एकीकडे, वाढीदरम्यानचे तापमानसिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टलखूप जास्त आहे आणि त्याचे निरीक्षण करता येत नाही. म्हणून, मुख्य अडचण प्रक्रियेतच आहे. मुख्य अडचणी खालीलप्रमाणे आहेत:

(१) थर्मल फील्ड नियंत्रणात अडचण:

बंद उच्च-तापमान पोकळीचे निरीक्षण करणे कठीण आणि अनियंत्रित आहे. पारंपारिक सिलिकॉन-आधारित सोल्यूशन डायरेक्ट-पुल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणांपेक्षा वेगळे ज्यामध्ये उच्च प्रमाणात ऑटोमेशन आणि निरीक्षण करण्यायोग्य आणि नियंत्रित करण्यायोग्य क्रिस्टल ग्रोथ प्रक्रिया असते, सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल्स 2,000℃ पेक्षा जास्त तापमानाच्या वातावरणात बंद जागेत वाढतात आणि उत्पादनादरम्यान वाढीचे तापमान अचूकपणे नियंत्रित करणे आवश्यक असते, ज्यामुळे तापमान नियंत्रण कठीण होते;

(२) क्रिस्टल स्वरूप नियंत्रणात अडचण:

वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान मायक्रोपाइप्स, पॉलीमॉर्फिक समावेश, विस्थापन आणि इतर दोष उद्भवण्याची शक्यता असते आणि ते एकमेकांवर परिणाम करतात आणि विकसित होतात. मायक्रोपाइप्स (एमपी) हे अनेक मायक्रॉन ते दहा मायक्रॉन आकाराचे थ्रू-टाइप दोष आहेत, जे उपकरणांचे प्राणघातक दोष आहेत. सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल्समध्ये २०० पेक्षा जास्त वेगवेगळ्या क्रिस्टल फॉर्म असतात, परंतु उत्पादनासाठी आवश्यक असलेले फक्त काही क्रिस्टल स्ट्रक्चर्स (४एच प्रकार) हे सेमीकंडक्टर मटेरियल आहेत. वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान क्रिस्टल फॉर्म ट्रान्सफॉर्मेशन होणे सोपे आहे, ज्यामुळे पॉलीमॉर्फिक समावेश दोष होतात. म्हणून, सिलिकॉन-कार्बन रेशो, वाढीचे तापमान ग्रेडियंट, क्रिस्टल ग्रोथ रेट आणि हवेचा प्रवाह दाब यासारखे पॅरामीटर्स अचूकपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल ग्रोथच्या थर्मल फील्डमध्ये तापमान ग्रेडियंट असते, ज्यामुळे मूळ अंतर्गत ताण येतो आणि क्रिस्टल ग्रोथ प्रक्रियेदरम्यान परिणामी विस्थापन (बेसल प्लेन डिस्लोकेशन बीपीडी, स्क्रू डिस्लोकेशन टीएसडी, एज डिस्लोकेशन टीईडी) होतात, ज्यामुळे त्यानंतरच्या एपिटॅक्सी आणि उपकरणांची गुणवत्ता आणि कामगिरी प्रभावित होते.

(३) कठीण डोपिंग नियंत्रण:

दिशात्मक डोपिंगसह प्रवाहकीय क्रिस्टल मिळविण्यासाठी बाह्य अशुद्धतेचा परिचय काटेकोरपणे नियंत्रित केला पाहिजे;

(४) मंद विकास दर:

सिलिकॉन कार्बाइडचा वाढीचा दर खूपच मंद आहे. पारंपारिक सिलिकॉन पदार्थांना क्रिस्टल रॉडमध्ये वाढण्यासाठी फक्त ३ दिवस लागतात, तर सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल रॉडना ७ दिवस लागतात. यामुळे सिलिकॉन कार्बाइडची उत्पादन कार्यक्षमता नैसर्गिकरित्या कमी होते आणि उत्पादन खूपच मर्यादित होते.

दुसरीकडे, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल वाढीचे पॅरामीटर्स अत्यंत मागणीचे आहेत, ज्यामध्ये उपकरणांची हवा घट्टपणा, प्रतिक्रिया कक्षातील वायू दाबाची स्थिरता, वायू परिचय वेळेचे अचूक नियंत्रण, वायू गुणोत्तराची अचूकता आणि निक्षेपण तापमानाचे कठोर व्यवस्थापन यांचा समावेश आहे. विशेषतः, उपकरणाच्या व्होल्टेज प्रतिरोध पातळीत सुधारणा झाल्यामुळे, एपिटॅक्सियल वेफरच्या कोर पॅरामीटर्स नियंत्रित करण्याची अडचण लक्षणीयरीत्या वाढली आहे. याव्यतिरिक्त, एपिटॅक्सियल थराची जाडी वाढल्याने, प्रतिरोधकतेची एकसमानता कशी नियंत्रित करायची आणि जाडी सुनिश्चित करताना दोष घनता कशी कमी करायची हे आणखी एक मोठे आव्हान बनले आहे. विद्युतीकृत नियंत्रण प्रणालीमध्ये, विविध पॅरामीटर्स अचूक आणि स्थिरपणे नियंत्रित केले जाऊ शकतात याची खात्री करण्यासाठी उच्च-परिशुद्धता सेन्सर्स आणि अ‍ॅक्च्युएटर्स एकत्रित करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, नियंत्रण अल्गोरिदमचे ऑप्टिमायझेशन देखील महत्त्वाचे आहे. सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल वाढीच्या प्रक्रियेतील विविध बदलांशी जुळवून घेण्यासाठी फीडबॅक सिग्नलनुसार रिअल टाइममध्ये नियंत्रण धोरण समायोजित करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.

मधील मुख्य अडचणीसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटउत्पादन: