1. Технологија допирања праха силицијум карбида
Допирање одговарајуће количине елемента Ce у праху силицијум карбида може постићи ефекат стабилног раста монокристалног облика 4H-SiC. Практично искуство је показало да допирање елемената Ce у прашкастим материјалима може повећати брзину раста кристала силицијум карбида, чинећи кристале бржим раста. Оријентација силицијум карбида се може контролисати, чинећи правац раста кристала равномернијим и правилнијим. Инхибира стварање нечистоћа у кристалима, смањује формирање дефеката и олакшава добијање кристала монокристалног облика и висококвалитетних кристала. Може инхибирати корозију на полеђини кристала и повећати брзину монокристалног раста кристала.
2. Технологија контроле градијента аксијалног и радијалног температурног поља
Аксијални температурни градијент углавном утиче на облик раста кристала и ефикасност раста кристала. Премали температурни градијент ће довести до појаве хетерокристала током процеса раста кристала, а такође ће утицати на брзину транспорта гасовитих супстанци, што резултира смањењем брзине раста кристала. Одговарајући аксијални и радијални температурни градијенти олакшавају брз раст SiC кристала и одржавају стабилност квалитета кристала.
3. Технологија контроле дислокације базне равни (BPD)
Главни узрок формирања BPD дефеката је тај што напон смицања у кристалу прелази критични напон смицањаSiC кристал, што доводи до активације клизајућег система. Пошто је BPD нормалан на правац раста кристала, он се углавном производи током процеса раста кристала и каснијег процеса хлађења кристала.
4. Технологија регулације и контроле односа компоненти гасне фазе
У процесу раста кристала, повећање односа угљеника и силицијума и односа компоненти гасне фазе у окружењу за раст је ефикасна мера за постизање стабилног раста монокристалног облика. Пошто висок однос угљеника и силицијума може смањити коалесценцију великих корака и одржати наслеђивање информација о расту на површини кристалног семена, може сузбити полиморфизам.
5. Технологија контроле ниског стреса
Током процеса раста кристала, присуство напрезања може проузроковати да унутрашње кристалне равниSiCда се савијају, што резултира лошим квалитетом кристала, па чак и пуцањем кристала. Штавише, велики напон може довести до повећања дислокација у основној равни плочице. Ови дефекти могу ући у епитаксијални слој током епитаксијалног процеса, озбиљно утичући на перформансе уређаја у каснијој фази.
Ево неколико метода за побољшање процеса смањења напрезања унутар кристала:
1. Подесите расподелу температурног поља и параметре процеса како бисте омогућили једноструки SiCраст кристалада се одвија под условима што је могуће ближим равнотежним.
2. Оптимизујте структуру и облик лончића како бисте омогућили кристалу да расте што слободније у неограниченом стању.
3. Што се тиче фиксирања кристала семена, модификујте процес фиксирања како бисте смањили разлику у коефицијентима термичког ширења између кристала семена и држача графита током загревања, чиме се минимизира унутрашњи напон унутар 4H-SiC монокристала. Уобичајени приступ је да се остави размак од 2 mm између кристала семена и држача графита.
4. Измените процес жарења кристала применом жарења са хлађењем у пећи. Подесите температуру и трајање жарења како бисте потпуно ослободили унутрашњи напон унутар кристала.
У будућности, технологија припреме висококвалитетних монокристала силицијум карбида (SiC) развијаће се у неколико кључних праваца:
1. Повећање величине плочице: Пречник SiC кристала је напредовао од почетних милиметара до тренутних плочица од 6 инча, 8 инча, па чак и већих 12 инча. Припрема већих SiC кристала повећава ефикасност производње, смањује трошкове и задовољава захтеве уређаја велике снаге.
2. Побољшање квалитета кристала: Висококвалитетни SiC кристали су кључни за високоперформансне уређаје. Иако је постигнут значајан напредак, дефекти попут микроцеви, дислокација и нечистоћа и даље постоје, што утиче на перформансе и поузданост уређаја.
3. Смањење трошкова производње: Релативно висока цена припреме SiC кристала ограничава његову примену у одређеним областима. Смањење трошкова може се постићи оптимизацијом процеса раста, побољшањем ефикасности производње и смањењем трошкова сировина.
4. Примена интелигентне производње: Са напретком у вештачкој интелигенцији и великим подацима, технологија раста SiC кристала ће све више прихватати интелигенцију. Праћење и контрола у реалном времену путем сензора и аутоматизованих система управљања побољшавају стабилност и управљивост процеса. Истовремено, коришћење аналитике великих података оптимизује податке о расту, чиме се побољшава квалитет кристала и ефикасност производње.
Технологија припреме висококвалитетних монокристала силицијум карбида једна је од актуелних врућих тачака у истраживању полупроводничких материјала. Са континуираним напретком технологије, технологија раста кристала силицијум карбида ће се наставити развијати и усавршавати, пружајући чвршћу основу за примену силицијум карбида у областима високих температура, високих фреквенција, велике снаге и другим областима.
Време објаве: 10. јул 2025.