Kryštálová rastová pec je základným zariadením prekarbid kremíkarast kryštálov. Je to podobné tradičnej peci na rast kryštálov kryštalického kremíka. Štruktúra pece nie je veľmi zložitá. Skladá sa hlavne z telesa pece, vykurovacieho systému, mechanizmu prenosu cievky, systému snímania a merania vákua, systému plynových ciest, chladiaceho systému, riadiaceho systému atď. Tepelné pole a procesné podmienky určujú kľúčové ukazovatele...kryštál karbidu kremíkaako kvalita, veľkosť, vodivosť a tak ďalej.
Na jednej strane, teplota počas rastukryštál karbidu kremíkaje veľmi vysoká a nedá sa monitorovať. Preto hlavný problém spočíva v samotnom procese. Hlavné ťažkosti sú nasledovné:
(1) Ťažkosti s riadením tepelného poľa:
Monitorovanie uzavretej vysokoteplotnej dutiny je náročné a nekontrolovateľné. Na rozdiel od tradičných zariadení na rast kryštálov s priamym ťahaním z roztoku na báze kremíka s vysokým stupňom automatizácie a pozorovateľným a kontrolovateľným procesom rastu kryštálov, kryštály karbidu kremíka rastú v uzavretom priestore vo vysokoteplotnom prostredí nad 2 000 ℃ a teplota rastu musí byť počas výroby presne kontrolovaná, čo sťažuje reguláciu teploty.
(2) Ťažkosti s kontrolou kryštalickej formy:
Počas procesu rastu sa náchylne vyskytujú mikrotrubice, polymorfné inklúzie, dislokácie a iné defekty, ktoré sa navzájom ovplyvňujú a vyvíjajú. Mikrotrubice (MP) sú defekty priechodného typu s veľkosťou od niekoľkých mikrónov do desiatok mikrónov, ktoré sú kľúčovými defektmi zariadení. Monokryštály karbidu kremíka zahŕňajú viac ako 200 rôznych kryštálových foriem, ale iba niekoľko kryštálových štruktúr (typ 4H) sú polovodičové materiály potrebné na výrobu. Počas procesu rastu ľahko dochádza k transformácii kryštálovej formy, čo vedie k polymorfným inklúznym defektom. Preto je potrebné presne kontrolovať parametre, ako je pomer kremíka a uhlíka, teplotný gradient rastu, rýchlosť rastu kryštálov a tlak prúdenia vzduchu. Okrem toho existuje teplotný gradient v tepelnom poli rastu monokryštálov karbidu kremíka, ktorý vedie k natívnemu vnútornému napätiu a výsledným dislokáciám (dislokácia bazálnej roviny BPD, skrutková dislokácia TSD, okrajová dislokácia TED) počas procesu rastu kryštálov, čím ovplyvňuje kvalitu a výkon následnej epitaxie a zariadení.
(3) Náročná dopingová kontrola:
Zavádzanie vonkajších nečistôt musí byť prísne kontrolované, aby sa získal vodivý kryštál so smerovým dopingom;
(4) Pomalé tempo rastu:
Rýchlosť rastu karbidu kremíka je veľmi pomalá. Tradičné kremíkové materiály potrebujú na vyrastenie do kryštálovej tyčinky iba 3 dni, zatiaľ čo kryštálové tyčinky karbidu kremíka potrebujú 7 dní. To vedie k prirodzene nižšej výrobnej účinnosti karbidu kremíka a veľmi obmedzenému výstupu.
Na druhej strane sú parametre epitaxného rastu karbidu kremíka mimoriadne náročné, vrátane vzduchotesnosti zariadenia, stability tlaku plynu v reakčnej komore, presného riadenia času zavádzania plynu, presnosti pomeru plynov a prísneho riadenia teploty nanášania. Najmä so zlepšením úrovne napäťového odporu zariadenia sa výrazne zvýšila náročnosť riadenia parametrov jadra epitaxného plátku. Okrem toho sa so zväčšením hrúbky epitaxnej vrstvy stala ďalšou veľkou výzvou kontrola rovnomernosti odporu a zníženie hustoty defektov pri súčasnom zabezpečení hrúbky. V elektrifikovanom riadiacom systéme je potrebné integrovať vysoko presné senzory a akčné členy, aby sa zabezpečila presná a stabilná regulácia rôznych parametrov. Zároveň je kľúčová aj optimalizácia riadiaceho algoritmu. Musí byť schopný upravovať stratégiu riadenia v reálnom čase podľa signálu spätnej väzby, aby sa prispôsobil rôznym zmenám v procese epitaxného rastu karbidu kremíka.
Hlavné ťažkosti vsubstrát z karbidu kremíkavýroba:
Čas uverejnenia: 7. júna 2024