1. Silikon karbid kukuni bilan qo'shib qo'yish texnologiyasi
Kremniy karbid kukuniga yetarli miqdorda Ce elementini qo'shish 4H-SiC ning monokristal shaklining barqaror o'sishiga erishishi mumkin. Amaliy tajriba shuni ko'rsatadiki, kukun materiallariga Ce elementlarini qo'shish kremniy karbid kristallarining o'sish tezligini oshirishi va kristallarning tezroq o'sishiga olib kelishi mumkin. Kremniy karbidining yo'nalishini boshqarish mumkin, bu kristallarning o'sish yo'nalishini yanada bir xil va muntazam qiladi. Kristallarda aralashmalar hosil bo'lishini inhibe qiladi, nuqsonlarning paydo bo'lishini kamaytiradi va monokristal shaklidagi kristallar va yuqori sifatli kristallarni olishni osonlashtiradi. Bu kristalning orqa tomonidagi korroziyani inhibe qilishi va kristalning monokristal tezligini oshirishi mumkin.
2. Eksenel va radial harorat maydoni gradiyentini boshqarish texnologiyasi
Eksenel harorat gradiyenti asosan kristall o'sish shakli va kristall o'sish samaradorligiga ta'sir qiladi. Juda kichik harorat gradiyenti kristall o'sish jarayonida geterokristallarning paydo bo'lishiga olib keladi va gazsimon moddalarning tashish tezligiga ham ta'sir qiladi, natijada kristall o'sish tezligi pasayadi. Tegishli eksenel va radial harorat gradiyentlari SiC kristallarining tez o'sishini osonlashtiradi va kristall sifatining barqarorligini saqlaydi.
3. Baza tekisligi dislokatsiyasi (BPD) boshqaruv texnologiyasi
BPD nuqsoni paydo bo'lishining asosiy sababi shundaki, kristalldagi siljish kuchlanishi kristallning kritik siljish kuchlanishidan oshib ketadiSiC kristalli, sirpanish tizimining faollashishiga olib keladi. BPD kristall o'sish yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgani uchun, u asosan kristall o'sish jarayonida va keyingi kristall sovutish jarayonida hosil bo'ladi.
4. Gaz fazasi komponentlari nisbatini tartibga solish va boshqarish texnologiyasi
Kristall o'sish jarayonida o'sish muhitida uglerod-kremniy nisbati va gaz fazasi komponentlari nisbatini oshirish bitta kristall shaklining barqaror o'sishiga erishishning samarali chorasi hisoblanadi. Yuqori uglerod-kremniy nisbati katta pog'onali birlashishni kamaytirishi va urug' kristall yuzasida o'sish ma'lumotlarining merosxo'rligini saqlab qolishi mumkinligi sababli, u polimorfizmni bostirishi mumkin.
5. Past stressli boshqaruv texnologiyasi
Kristall o'sish jarayonida stressning mavjudligi ichki kristall tekisliklarining o'zgarishiga olib kelishi mumkinSiCegilishga olib keladi, natijada kristall sifati yomonlashadi va hatto kristall yoriladi. Bundan tashqari, katta kuchlanish plastinkaning asos tekisligida dislokatsiyalarning ko'payishiga olib kelishi mumkin. Bu nuqsonlar epitaksial jarayon davomida epitaksial qatlamga kirishi mumkin, bu esa keyingi bosqichda qurilmaning ishlashiga jiddiy ta'sir qiladi.
Kristall ichidagi stressni kamaytirish jarayonini yaxshilashning bir nechta usullari mavjud:
1. SiC yakka ishlashini ta'minlash uchun harorat maydoni taqsimoti va jarayon parametrlarini sozlangkristall o'sishiiloji boricha muvozanatga yaqin sharoitlarda harakat qilish.
2. Kristallning cheklanmagan holatda iloji boricha erkin o'sishi uchun tigel tuzilishi va shaklini optimallashtiring.
3. Urug' kristallarini fiksatsiya qilish borasida, qizdirish paytida urug' kristalli va grafit ushlagichi o'rtasidagi issiqlik kengayish koeffitsientlaridagi farqni kamaytirish uchun fiksatsiya jarayonini o'zgartiring, shu bilan 4H-SiC monokristalidagi ichki kuchlanishni minimallashtiring. Keng tarqalgan yondashuv urug' kristalli va grafit ushlagichi o'rtasida 2 mm bo'shliq qoldirishdir.
4. Kristall uchun pechda sovutiladigan tavlashni qo'llash orqali kristallni tavlash jarayonini o'zgartiring. Kristall ichidagi ichki stressni to'liq yo'qotish uchun tavlash harorati va davomiyligini sozlang.
Kelajakka nazar tashlasak, yuqori sifatli kremniy karbidi (SiC) monokristallarini tayyorlash texnologiyasi bir nechta asosiy yo'nalishlarda rivojlanadi:
1. Plitalar o'lchamini kattalashtirish: SiC kristalining diametri dastlabki millimetrlardan hozirgi 6 dyuymli, 8 dyuymli va hatto undan ham kattaroq 12 dyuymli plastinalarga o'sdi. Kattaroq SiC kristallarini tayyorlash ishlab chiqarish samaradorligini oshiradi, xarajatlarni kamaytiradi va yuqori quvvatli qurilmalarning talablarini qondiradi.
2. Kristall sifatini yaxshilash: Yuqori sifatli SiC kristallari yuqori samarali qurilmalar uchun juda muhimdir. Muhim yutuqlarga erishilgan bo'lsa-da, mikrotrubalar, dislokatsiyalar va aralashmalar kabi nuqsonlar hali ham saqlanib qolmoqda, bu esa qurilmaning ishlashi va ishonchliligiga ta'sir qiladi.
3. Ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish: SiC kristallarini tayyorlashning nisbatan yuqori narxi uning ayrim sohalarda qo'llanilishini cheklaydi. Xarajatlarni kamaytirishga o'sish jarayonlarini optimallashtirish, ishlab chiqarish samaradorligini oshirish va xom ashyo xarajatlarini kamaytirish orqali erishish mumkin.
4. Aqlli ishlab chiqarishni joriy etish: Sun'iy intellekt va katta ma'lumotlardagi yutuqlar bilan SiC kristallarini o'stirish texnologiyasi tobora ko'proq aql-idrokni qamrab oladi. Sensorlar va avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlari orqali real vaqt rejimida monitoring va boshqarish jarayon barqarorligi va boshqarilishini oshiradi. Shu bilan birga, katta ma'lumotlar tahlilidan foydalanish o'sish ma'lumotlarini optimallashtiradi va shu bilan kristall sifati va ishlab chiqarish samaradorligini oshiradi.
Yuqori sifatli kremniy karbid monokristallarini tayyorlash texnologiyasi yarimo'tkazgich materiallarini tadqiq qilishdagi hozirgi eng muhim nuqtalardan biridir. Texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi bilan kremniy karbid kristallarini o'stirish texnologiyasi rivojlanishda va takomillashishda davom etadi, bu esa kremniy karbidini yuqori haroratli, yuqori chastotali, yuqori quvvatli va boshqa sohalarda qo'llash uchun yanada mustahkam poydevor yaratadi.
Nashr vaqti: 2025-yil 10-iyul