Tungku pertumbuhan kristal mangrupikeun peralatan inti pikeunsilikon karbidakamekaran kristal. Ieu sami sareng tungku kamekaran kristal kelas silikon kristal tradisional. Struktur tungku henteu rumit pisan. Ieu utamina diwangun ku awak tungku, sistem pemanasan, mékanisme transmisi koil, sistem akuisisi sareng pangukuran vakum, sistem jalur gas, sistem pendingin, sistem kontrol, jsb. Médan termal sareng kaayaan prosés nangtukeun indikator konci tinakristal silikon karbidasapertos kualitas, ukuran, konduktivitas sareng sajabana.
Di hiji sisi, suhu nalika tumuwuhnakristal silikon karbidaluhur pisan sareng teu tiasa diawasi. Ku kituna, kasusah utama aya dina prosésna sorangan. Kasulitan utama nyaéta sapertos kieu:
(1) Kasusah dina kontrol médan termal:
Ngawaskeun rohangan suhu luhur anu katutup téh hésé sarta teu bisa dikontrol. Béda jeung parabot tumuwuhna kristal tarik langsung solusi basis silikon tradisional anu mibanda otomatisasi tingkat luhur sarta prosés tumuwuhna kristal anu bisa dititénan sarta dikontrol, kristal silikon karbida tumuwuh dina rohangan katutup dina lingkungan suhu luhur di luhur 2.000 ℃, sarta suhu tumuwuhna kudu dikontrol sacara tepat salila produksi, anu ngajadikeun kontrol suhu hésé;
(2) Kasusah dina ngadalikeun bentuk kristal:
Mikropipa, inklusi polimorfik, dislokasi, sareng cacad sanésna condong kajadian nalika prosés kamekaran, sareng silih mangaruhan sareng mekar. Mikropipa (MP) nyaéta cacad tipe-liwat kalayan ukuran sababaraha mikron dugi ka puluhan mikron, anu mangrupikeun cacad anu parah pikeun alat. Kristal tunggal silikon karbida ngawengku langkung ti 200 bentuk kristal anu béda, tapi ngan ukur sababaraha struktur kristal (tipe 4H) anu mangrupikeun bahan semikonduktor anu diperyogikeun pikeun produksi. Transformasi bentuk kristal gampang kajadian nalika prosés kamekaran, anu ngahasilkeun cacad inklusi polimorfik. Ku alatan éta, perlu pikeun ngontrol sacara akurat parameter sapertos babandingan silikon-karbon, gradien suhu kamekaran, laju kamekaran kristal, sareng tekanan aliran hawa. Salaku tambahan, aya gradien suhu dina widang termal kamekaran kristal tunggal silikon karbida, anu nyababkeun setrés internal asli sareng dislokasi anu dihasilkeun (dislokasi bidang basal BPD, dislokasi sekrup TSD, dislokasi ujung TED) salami prosés kamekaran kristal, sahingga mangaruhan kualitas sareng kinerja epitaksi sareng alat salajengna.
(3) Kontrol doping anu hésé:
Bubuka pangotor éksternal kedah dikontrol sacara ketat pikeun kéngingkeun kristal konduktif kalayan doping arah;
(4) Laju tumuwuhna laun:
Laju tumuwuhna silikon karbida téh laun pisan. Bahan silikon tradisional ngan butuh 3 poé pikeun tumuwuh jadi batang kristal, sedengkeun batang kristal silikon karbida butuh 7 poé. Ieu ngabalukarkeun efisiensi produksi silikon karbida anu sacara alami leuwih handap sarta kaluaran anu pohara kawates.
Di sisi séjén, parameter kamekaran épitaksial silikon karbida kacida nungtutna, kalebet kedap hawa alat, stabilitas tekanan gas dina rohangan réaksi, kontrol anu tepat tina waktos bubuka gas, akurasi babandingan gas, sareng manajemen suhu déposisi anu ketat. Utamana, kalayan ningkatna tingkat résistansi tegangan alat, kasusah ngontrol parameter inti wafer épitaksial parantos ningkat sacara signifikan. Salaku tambahan, kalayan ningkatna ketebalan lapisan épitaksial, kumaha ngontrol keseragaman résistansi sareng ngirangan kapadetan cacad bari mastikeun ketebalan parantos janten tantangan utama anu sanés. Dina sistem kontrol listrik, perlu pikeun ngahijikeun sénsor sareng aktuator presisi tinggi pikeun mastikeun yén rupa-rupa parameter tiasa diatur sacara akurat sareng stabil. Dina waktos anu sami, optimasi algoritma kontrol ogé penting. Éta kedah tiasa nyaluyukeun strategi kontrol sacara real time numutkeun sinyal eupan balik pikeun adaptasi kana rupa-rupa parobihan dina prosés kamekaran épitaksial silikon karbida.
Kasusah utama dinasubstrat silikon karbidamanufaktur:
Waktos posting: 07-Jun-2024