1. Технологияи допинг бо хокаи карбиди силикон
Допинг кардани миқдори муносиби элементи Ce дар хокаи карбиди кремний метавонад ба таъсири афзоиши устувори шакли монокристаллии 4H-SiC ноил гардад. Таҷрибаи амалӣ нишон дод, ки допинг кардани элементҳои Ce дар маводҳои хока метавонад суръати афзоиши кристаллҳои карбиди кремнийро афзоиш диҳад ва боиси афзоиши тезтари кристаллҳо гардад. Самти карбиди кремнийро метавон назорат кард, ки самти афзоиши кристаллро яксонтар ва мунтазамтар мекунад. Пайдоиши ифлосҳоро дар кристаллҳо бозмедорад, пайдоиши нуқсонҳоро кам мекунад ва ба даст овардани кристаллҳои шакли монокристаллӣ ва кристаллҳои баландсифатро осон мекунад. Он метавонад зангзаниро дар қафои кристалл боздорад ва суръати монокристаллии кристаллро афзоиш диҳад.
2. Технологияи назорати градиенти майдони ҳарорат бо меҳвар ва радиалӣ
Градиенти ҳарорати меҳварӣ асосан ба шакли афзоиши кристалл ва самаранокии афзоиши кристалл таъсир мерасонад. Градиенти хеле ками ҳарорат боиси пайдоиши гетерокристаллҳо ҳангоми раванди афзоиши кристалл мегардад ва инчунин ба суръати интиқоли моддаҳои газӣ таъсир мерасонад, ки боиси коҳиши суръати афзоиши кристалл мегардад. Градиентҳои мувофиқи ҳарорати меҳварӣ ва радиалӣ ба афзоиши босуръати кристаллҳои SiC мусоидат мекунанд ва устувории сифати кристаллро нигоҳ медоранд.
3. Технологияи идоракунии дислокатсияи ҳамвори асосӣ (BPD)
Сабаби асосии пайдоиши нуқсони BPD дар он аст, ки шиддати буриш дар кристалл аз шиддати буриши интиқодии он зиёдтар аст.кристалли SiC, ки боиси фаъол шудани системаи лағжиш мегардад. Азбаски BPD ба самти афзоиши кристалл амудӣ аст, он асосан ҳангоми раванди афзоиши кристалл ва раванди хунукшавии минбаъдаи кристалл ба вуҷуд меояд.
4. Технологияи танзим ва назорати таносуби ҷузъҳои фазаи газӣ
Дар раванди афзоиши кристаллҳо, зиёд кардани таносуби карбон-кремний ва таносуби ҷузъҳои фазаи газ дар муҳити афзоиш як чораи муассир барои ноил шудан ба афзоиши устувори шакли як кристаллӣ мебошад. Азбаски таносуби баланди карбон-кремний метавонад коалесценсияи зинапояи калонро коҳиш диҳад ва мероси маълумоти афзоишро дар сатҳи кристалли тухмӣ нигоҳ дорад, он метавонад полиморфизмро пахш кунад.
5. Технологияи назорати фишори паст
Дар раванди афзоиши кристаллҳо, мавҷудияти стресс метавонад боиси пайдоиши сатҳҳои дохилии кристаллӣ гардад.SiCхам мешавад, ки боиси паст шудани сифати кристалл ва ҳатто кафидани кристалл мегардад. Ғайр аз ин, фишори зиёд метавонад боиси афзоиши ҷойивазкунӣ дар сатҳи асосии пластина гардад. Ин нуқсонҳо метавонанд ҳангоми раванди эпитаксиалӣ ба қабати эпитаксиалӣ ворид шаванд ва ба кори дастгоҳ дар марҳилаи баъдӣ таъсири ҷиддӣ расонанд.
Дар ин ҷо якчанд усулҳо барои беҳтар кардани раванди коҳиш додани стресс дар дохили кристалл оварда шудаанд:
1. Тақсимоти майдони ҳарорат ва параметрҳои равандро барои фаъол кардани SiC ягона танзим кунедафзоиши кристаллӣдар шароити то ҳадди имкон наздик ба мувозинат пеш равад.
2. Сохтор ва шакли табақро оптимизатсия кунед, то ки кристалл дар ҳолати бемаҳдуд ҳарчи бештар озодона афзоиш ёбад.
3. Дар мавриди фиксатсияи кристаллҳои тухмӣ, раванди фиксатсияро тағир диҳед, то фарқияти коэффитсиентҳои васеъшавии гармӣ байни кристаллҳои тухмӣ ва нигоҳдорандаи графит ҳангоми гармкунӣ кам карда шавад ва бо ин васила фишори дохилии монокристали 4H-SiC ба ҳадди ақал расонида шавад. Як роҳи маъмул ин гузоштани фосилаи 2 мм байни кристаллҳои тухмӣ ва нигоҳдорандаи графит мебошад.
4. Раванди гармкунии кристаллро тавассути татбиқи гармкунии дар танӯр хунуккунии кристалл тағйир диҳед. Ҳарорат ва давомнокии гармкуниро барои пурра раҳо кардани фишори дохилӣ дар кристалл танзим кунед.
Дар оянда, технологияи тайёр кардани як кристаллии кремний карбиди баландсифат (SiC) дар якчанд самтҳои асосӣ рушд хоҳад кард:
1. Миқёспазир кардани андозаи пластина: Диаметри кристалли SiC аз миллиметрҳои аввалия то пластинаҳои кунунии 6 дюйм, 8 дюйм ва ҳатто калонтари 12 дюйм пеш рафтааст. Тайёр кардани кристаллҳои калонтари SiC самаранокии истеҳсолотро афзоиш медиҳад, хароҷотро кам мекунад ва ба талаботи дастгоҳҳои пуриқтидор ҷавобгӯ мебошад.
2. Беҳтар кардани сифати булӯр: Булӯрҳои SiC-и баландсифат барои дастгоҳҳои баландсифат муҳиманд. Гарчанде ки пешрафтҳои назаррас ба даст омадаанд, камбудиҳо ба монанди микроқубурҳо, ҷудошавӣ ва ифлосӣ то ҳол боқӣ мемонанд, ки ба самаранокӣ ва эътимоднокии дастгоҳ таъсир мерасонанд.
3. Кам кардани хароҷоти истеҳсолӣ: Арзиши нисбатан баланди тайёр кардани кристаллҳои SiC истифодаи онро дар баъзе соҳаҳо маҳдуд мекунад. Кам кардани хароҷотро метавон тавассути беҳтар кардани равандҳои афзоиш, беҳтар кардани самаранокии истеҳсолот ва кам кардани хароҷоти ашёи хом ба даст овард.
4. Татбиқи истеҳсоли интеллектуалӣ: Бо пешрафтҳо дар соҳаи зеҳни сунъӣ ва маълумоти калон, технологияи афзоиши кристаллҳои SiC бештар аз зеҳн истифода хоҳад бурд. Мониторинг ва назорати воқеӣ тавассути сенсорҳо ва системаҳои автоматии идоракунӣ устуворӣ ва идоракунии равандро беҳтар мекунад. Ҳамзамон, истифодаи таҳлили маълумоти калон маълумоти афзоишро оптимизатсия мекунад ва бо ин васила сифати кристалл ва самаранокии истеҳсолотро беҳтар мекунад.
Технологияи тайёр кардани монокристаллҳои карбиди кремнийи баландсифат яке аз нуқтаҳои муҳими муосир дар таҳқиқоти маводи нимноқилӣ мебошад. Бо пешрафти пайвастаи технология, технологияи афзоиши кристаллҳои карбиди кремний минбаъд низ рушд ва такмил хоҳад ёфт, ки заминаи мустаҳкамтареро барои истифодаи карбиди кремний дар соҳаҳои ҳарорати баланд, басомади баланд, қувваи баланд ва дигар соҳаҳо фароҳам меорад.
Вақти нашр: 10 июли соли 2025