Je, ni ugumu gani wa kiufundi wa tanuru ya ukuaji wa fuwele ya silikoni kabidi?

Tanuru ya ukuaji wa fuwele ndiyo kifaa kikuu chakabidi ya silikoniUkuaji wa fuwele. Ni sawa na tanuru ya kitamaduni ya ukuaji wa fuwele ya daraja la silikoni. Muundo wa tanuru si mgumu sana. Inaundwa zaidi na mwili wa tanuru, mfumo wa kupasha joto, utaratibu wa upitishaji wa koili, mfumo wa uchukuaji na upimaji wa utupu, mfumo wa njia ya gesi, mfumo wa kupoeza, mfumo wa udhibiti, n.k. Sehemu ya joto na hali ya mchakato huamua viashiria muhimu vyafuwele ya karbidi ya silikonikama ubora, ukubwa, upitishaji na kadhalika.

Kwa upande mmoja, halijoto wakati wa ukuaji wafuwele ya karbidi ya silikonini kubwa sana na haiwezi kufuatiliwa. Kwa hivyo, ugumu mkuu upo katika mchakato wenyewe. Matatizo makuu ni kama ifuatavyo:

(1) Ugumu katika udhibiti wa uga wa joto:

Ufuatiliaji wa uwazi wa halijoto ya juu uliofungwa ni mgumu na hauwezi kudhibitiwa. Tofauti na vifaa vya kitamaduni vya ukuaji wa fuwele vinavyotegemea suluhisho la siliconi vyenye kiwango cha juu cha otomatiki na mchakato wa ukuaji wa fuwele unaoonekana na kudhibitiwa, fuwele za silicon carbide hukua katika nafasi iliyofungwa katika mazingira yenye halijoto ya juu zaidi ya 2,000℃, na halijoto ya ukuaji inahitaji kudhibitiwa kwa usahihi wakati wa uzalishaji, ambayo inafanya udhibiti wa halijoto kuwa mgumu;

(2) Ugumu katika udhibiti wa umbo la fuwele:

Mabomba madogo, mijumuisho ya polimofi, kutengana na kasoro zingine zinaweza kutokea wakati wa mchakato wa ukuaji, na huathiriana na kubadilika. Mabomba madogo (MP) ni kasoro za aina ya kupitia zenye ukubwa wa mikroni kadhaa hadi makumi ya mikroni, ambazo ni kasoro kubwa za vifaa. Fuwele moja ya karabidi ya silikoni inajumuisha zaidi ya aina 200 tofauti za fuwele, lakini ni miundo michache tu ya fuwele (aina ya 4H) ndiyo nyenzo za nusumiconductor zinazohitajika kwa uzalishaji. Mabadiliko ya umbo la fuwele ni rahisi kutokea wakati wa mchakato wa ukuaji, na kusababisha kasoro za kuingizwa kwa polimofi. Kwa hivyo, ni muhimu kudhibiti kwa usahihi vigezo kama vile uwiano wa silicon-kaboni, gradient ya joto la ukuaji, kiwango cha ukuaji wa fuwele, na shinikizo la mtiririko wa hewa. Kwa kuongezea, kuna gradient ya joto katika uwanja wa joto wa ukuaji wa fuwele moja ya karabidi ya silikoni, ambayo husababisha mkazo wa ndani wa asili na kutengana kunakotokana (kutengana kwa ndege ya msingi BPD, kutengana kwa skrubu TSD, kutengana kwa ukingo TED) wakati wa mchakato wa ukuaji wa fuwele, na hivyo kuathiri ubora na utendaji wa epitaxy na vifaa vinavyofuata.

(3) Udhibiti mgumu wa doping:

Uingizaji wa uchafu wa nje lazima udhibitiwe kwa ukali ili kupata fuwele inayoendesha yenye doping ya mwelekeo;

(4) Kiwango cha ukuaji wa polepole:

Kiwango cha ukuaji wa kabidi ya silikoni ni polepole sana. Vifaa vya silikoni vya kitamaduni vinahitaji siku 3 tu ili kukua na kuwa fimbo ya fuwele, huku fimbo za fuwele za kabidi ya silikoni zikihitaji siku 7. Hii husababisha ufanisi mdogo wa uzalishaji wa kabidi ya silikoni na uzalishaji mdogo sana.

Kwa upande mwingine, vigezo vya ukuaji wa epitaxial ya karabidi ya silikoni vinahitajika sana, ikiwa ni pamoja na upenyezaji wa hewa wa vifaa, uthabiti wa shinikizo la gesi kwenye chumba cha mmenyuko, udhibiti sahihi wa muda wa utangulizi wa gesi, usahihi wa uwiano wa gesi, na usimamizi mkali wa halijoto ya uwekaji. Hasa, pamoja na uboreshaji wa kiwango cha upinzani wa volteji cha kifaa, ugumu wa kudhibiti vigezo vya msingi vya kabari ya epitaxial umeongezeka sana. Kwa kuongezea, pamoja na ongezeko la unene wa safu ya epitaxial, jinsi ya kudhibiti usawa wa upinzani na kupunguza msongamano wa kasoro huku ukihakikisha unene umekuwa changamoto nyingine kubwa. Katika mfumo wa udhibiti wa umeme, ni muhimu kuunganisha vitambuzi na vitendaji vya usahihi wa hali ya juu ili kuhakikisha kwamba vigezo mbalimbali vinaweza kudhibitiwa kwa usahihi na kwa utulivu. Wakati huo huo, uboreshaji wa algoriti ya udhibiti pia ni muhimu. Inahitaji kuweza kurekebisha mkakati wa udhibiti kwa wakati halisi kulingana na ishara ya maoni ili kuzoea mabadiliko mbalimbali katika mchakato wa ukuaji wa epitaxial ya karabidi ya silikoni.