Il-forn tat-tkabbir tal-kristall huwa t-tagħmir ewlieni għalkarbur tas-silikontkabbir tal-kristall. Huwa simili għall-forn tradizzjonali tat-tkabbir tal-kristall tal-grad tas-silikon kristallin. L-istruttura tal-forn mhijiex ikkumplikata ħafna. Hija magħmula prinċipalment minn korp tal-forn, sistema ta' tisħin, mekkaniżmu ta' trasmissjoni tal-kolja, sistema ta' akkwist u kejl tal-vakwu, sistema ta' mogħdija tal-gass, sistema ta' tkessiħ, sistema ta' kontroll, eċċ. Il-kamp termali u l-kundizzjonijiet tal-proċess jiddeterminaw l-indikaturi ewlenin ta'kristall tal-karbur tas-silikonbħall-kwalità, id-daqs, il-konduttività u l-bqija.
Minn naħa waħda, it-temperatura matul it-tkabbir ta'kristall tal-karbur tas-silikonhuwa għoli ħafna u ma jistax jiġi mmonitorjat. Għalhekk, id-diffikultà ewlenija tinsab fil-proċess innifsu. Id-diffikultajiet ewlenin huma kif ġej:
(1) Diffikultà fil-kontroll tal-kamp termali:
Il-monitoraġġ tal-kavità magħluqa b'temperatura għolja huwa diffiċli u inkontrollabbli. B'differenza mit-tagħmir tradizzjonali tat-tkabbir tal-kristalli b'ġbid dirett ibbażat fuq is-silikon b'livell għoli ta' awtomazzjoni u proċess ta' tkabbir tal-kristalli osservabbli u kontrollabbli, il-kristalli tal-karbur tas-silikon jikbru fi spazju magħluq f'ambjent ta' temperatura għolja 'l fuq minn 2,000 ℃, u t-temperatura tat-tkabbir teħtieġ li tkun ikkontrollata b'mod preċiż waqt il-produzzjoni, li jagħmel il-kontroll tat-temperatura diffiċli;
(2) Diffikultà fil-kontroll tal-forma tal-kristall:
Mikropajpijiet, inklużjonijiet polimorfiċi, dislokazzjonijiet u difetti oħra huma suxxettibbli li jseħħu matul il-proċess tat-tkabbir, u jaffettwaw u jevolvu lil xulxin. Il-mikropajpijiet (MP) huma difetti tat-tip through b'daqs ta' diversi mikroni sa għexieren ta' mikroni, li huma difetti qattiela tal-apparati. Kristalli singoli tal-karbur tas-silikon jinkludu aktar minn 200 forma kristallina differenti, iżda ftit strutturi kristallini biss (tip 4H) huma l-materjali semikondutturi meħtieġa għall-produzzjoni. It-trasformazzjoni tal-forma tal-kristall hija faċli li sseħħ matul il-proċess tat-tkabbir, li tirriżulta f'difetti ta' inklużjoni polimorfika. Għalhekk, huwa meħtieġ li jiġu kkontrollati b'mod preċiż parametri bħall-proporzjon silikon-karbonju, il-gradjent tat-temperatura tat-tkabbir, ir-rata tat-tkabbir tal-kristall, u l-pressjoni tal-fluss tal-arja. Barra minn hekk, hemm gradjent tat-temperatura fil-kamp termali tat-tkabbir ta' kristall wieħed tal-karbur tas-silikon, li jwassal għal stress intern nattiv u d-dislokazzjonijiet li jirriżultaw (dislokazzjoni tal-pjan bażali BPD, dislokazzjoni tal-kamin TSD, dislokazzjoni tat-tarf TED) matul il-proċess tat-tkabbir tal-kristall, u b'hekk jaffettwa l-kwalità u l-prestazzjoni tal-epitassija u l-apparati sussegwenti.
(3) Kontroll tad-doping diffiċli:
L-introduzzjoni ta' impuritajiet esterni trid tkun ikkontrollata b'mod strett biex jinkiseb kristall konduttiv b'doping direzzjonali;
(4) Rata ta' tkabbir bil-mod:
Ir-rata tat-tkabbir tas-silikon karbur hija bil-mod ħafna. Il-materjali tradizzjonali tas-silikon jeħtieġu biss 3 ijiem biex jikbru f'virga tal-kristall, filwaqt li l-vireg tal-kristall tas-silikon karbur jeħtieġu 7 ijiem. Dan iwassal għal effiċjenza tal-produzzjoni naturalment aktar baxxa tas-silikon karbur u produzzjoni limitata ħafna.
Min-naħa l-oħra, il-parametri tat-tkabbir epitassjali tal-karbur tas-silikon huma estremament impenjattivi, inkluż l-issiġillar tat-tagħmir, l-istabbiltà tal-pressjoni tal-gass fil-kamra tar-reazzjoni, il-kontroll preċiż tal-ħin tal-introduzzjoni tal-gass, l-eżattezza tal-proporzjon tal-gass, u l-ġestjoni stretta tat-temperatura tad-depożizzjoni. B'mod partikolari, bit-titjib tal-livell ta' reżistenza tal-vultaġġ tal-apparat, id-diffikultà tal-kontroll tal-parametri ewlenin tal-wejfer epitassjali żdiedet b'mod sinifikanti. Barra minn hekk, biż-żieda fil-ħxuna tas-saff epitassjali, kif tikkontrolla l-uniformità tar-reżistività u tnaqqas id-densità tad-difetti filwaqt li tiżgura l-ħxuna saret sfida ewlenija oħra. Fis-sistema ta' kontroll elettrifikata, huwa meħtieġ li jiġu integrati sensuri u attwaturi ta' preċiżjoni għolja biex jiġi żgurat li diversi parametri jistgħu jiġu regolati b'mod preċiż u stabbli. Fl-istess ħin, l-ottimizzazzjoni tal-algoritmu ta' kontroll hija wkoll kruċjali. Jeħtieġ li jkun jista' jaġġusta l-istrateġija ta' kontroll f'ħin reali skont is-sinjal ta' feedback biex jadatta għal diversi bidliet fil-proċess tat-tkabbir epitassjali tal-karbur tas-silikon.
Diffikultajiet ewlenin fisottostrat tal-karbur tas-silikonmanifattura:
Ħin tal-posta: 07 ta' Ġunju 2024