स्फटिक वाढ भट्टी हे यासाठीचे मुख्य उपकरण आहेसिलिकॉन कार्बाइडस्फटिक वाढ. हे पारंपरिक स्फटिक सिलिकॉन ग्रेड स्फटिक वाढ भट्टीसारखेच आहे. भट्टीची रचना फारशी गुंतागुंतीची नसते. ती प्रामुख्याने भट्टीचा मुख्य भाग, तापन प्रणाली, कॉइल प्रेषण यंत्रणा, निर्वात प्राप्ती आणि मापन प्रणाली, वायू मार्ग प्रणाली, शीतलन प्रणाली, नियंत्रण प्रणाली इत्यादींनी बनलेली असते. औष्णिक क्षेत्र आणि प्रक्रिया स्थिती हे मुख्य निर्देशक निश्चित करतात.सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टलजसे की गुणवत्ता, आकार, वाहकता इत्यादी.
एकीकडे, वाढीदरम्यानचे तापमानसिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टलखूप जास्त आहे आणि त्यावर देखरेख ठेवता येत नाही. त्यामुळे, मुख्य अडचण प्रक्रियेतच आहे. मुख्य अडचणी खालीलप्रमाणे आहेत:
(1) औष्णिक क्षेत्र नियंत्रणातील अडचण:
बंद उच्च-तापमान पोकळीचे निरीक्षण करणे कठीण आणि अनियंत्रित असते. उच्च पातळीचे स्वचालन आणि निरीक्षण करण्यायोग्य व नियंत्रित करण्यायोग्य स्फटिक वाढ प्रक्रिया असलेल्या पारंपारिक सिलिकॉन-आधारित सोल्युशन डायरेक्ट-पुल स्फटिक वाढ उपकरणांपेक्षा वेगळे, सिलिकॉन कार्बाइडचे स्फटिक 2,000℃ पेक्षा जास्त तापमानाच्या वातावरणात बंद जागेत वाढतात आणि उत्पादनादरम्यान वाढीच्या तापमानावर अचूक नियंत्रण ठेवणे आवश्यक असते, ज्यामुळे तापमान नियंत्रण कठीण होते;
(2) स्फटिक स्वरूपाच्या नियंत्रणातील अडचण:
वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान मायक्रोपाईप्स, पॉलिमॉर्फिक इन्क्लूजन्स, डिसलोकेशन्स आणि इतर दोष निर्माण होण्याची शक्यता असते, आणि ते एकमेकांवर परिणाम करतात व एकमेकांना विकसित करतात. मायक्रोपाईप्स (MP) हे काही मायक्रॉन ते दहा मायक्रॉन आकाराचे थ्रू-टाइप दोष आहेत, जे उपकरणांसाठी घातक दोष आहेत. सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल्समध्ये २०० पेक्षा जास्त विविध क्रिस्टल रूपे समाविष्ट आहेत, परंतु त्यापैकी फक्त काही क्रिस्टल संरचना (4H प्रकार) उत्पादनासाठी आवश्यक सेमीकंडक्टर मटेरियल आहेत. वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान क्रिस्टल रूपात बदल सहजपणे होऊ शकतो, ज्यामुळे पॉलिमॉर्फिक इन्क्लूजन दोष निर्माण होतात. म्हणून, सिलिकॉन-कार्बन गुणोत्तर, वाढीचा तापमान ग्रेडियंट, क्रिस्टल वाढीचा दर आणि हवेच्या प्रवाहाचा दाब यांसारख्या पॅरामीटर्सवर अचूक नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल वाढीच्या थर्मल क्षेत्रात तापमानाचा ग्रेडियंट असतो, ज्यामुळे क्रिस्टल वाढ प्रक्रियेदरम्यान नैसर्गिक अंतर्गत ताण आणि परिणामी डिसलोकेशन्स (बेसल प्लेन डिसलोकेशन BPD, स्क्रू डिसलोकेशन TSD, एज डिसलोकेशन TED) निर्माण होतात, ज्यामुळे त्यानंतरच्या एपिटॅक्सी आणि उपकरणांच्या गुणवत्तेवर आणि कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो.
(3) कठीण डोपिंग नियंत्रण:
दिशात्मक डोपिंग असलेला प्रवाहकीय स्फटिक मिळवण्यासाठी बाह्य अशुद्धींचा प्रवेश काटेकोरपणे नियंत्रित केला पाहिजे;
(4) मंद वाढीचा दर:
सिलिकॉन कार्बाइडचा वाढीचा दर खूप मंद असतो. पारंपरिक सिलिकॉन पदार्थांना स्फटिक कांडीमध्ये वाढण्यासाठी फक्त ३ दिवस लागतात, तर सिलिकॉन कार्बाइडच्या स्फटिक कांड्यांना ७ दिवस लागतात. यामुळे साहजिकच सिलिकॉन कार्बाइडची उत्पादन कार्यक्षमता कमी होते आणि उत्पादन खूपच मर्यादित राहते.
दुसरीकडे, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल ग्रोथचे पॅरामीटर्स अत्यंत आव्हानात्मक आहेत, ज्यामध्ये उपकरणांची हवाबंदता, रिॲक्शन चेंबरमधील वायूच्या दाबाची स्थिरता, वायू आत सोडण्याच्या वेळेचे अचूक नियंत्रण, वायूच्या प्रमाणाची अचूकता आणि डिपॉझिशन तापमानाचे काटेकोर व्यवस्थापन यांचा समावेश आहे. विशेषतः, डिव्हाइसच्या व्होल्टेज रेझिस्टन्स पातळीत सुधारणा झाल्यामुळे, एपिटॅक्सियल वेफरच्या कोअर पॅरामीटर्सवर नियंत्रण ठेवण्याची अडचण लक्षणीयरीत्या वाढली आहे. याव्यतिरिक्त, एपिटॅक्सियल लेयरच्या जाडीत वाढ झाल्यामुळे, जाडी कायम ठेवत रेझिस्टिव्हिटीची एकसमानता कशी नियंत्रित करावी आणि दोषांची घनता कशी कमी करावी, हे आणखी एक मोठे आव्हान बनले आहे. विद्युतीकृत नियंत्रण प्रणालीमध्ये, विविध पॅरामीटर्स अचूकपणे आणि स्थिरपणे नियंत्रित केले जाऊ शकतात हे सुनिश्चित करण्यासाठी उच्च-अचूकता सेन्सर्स आणि ॲक्ट्युएटर्स एकत्रित करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, नियंत्रण अल्गोरिदमचे ऑप्टिमायझेशन देखील महत्त्वपूर्ण आहे. सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल ग्रोथ प्रक्रियेतील विविध बदलांशी जुळवून घेण्यासाठी फीडबॅक सिग्नलनुसार रिअल-टाइममध्ये नियंत्रण धोरण समायोजित करता येणे आवश्यक आहे.
मुख्य अडचणीसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटउत्पादन:
पोस्ट करण्याची वेळ: जून-०७-२०२४