የሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታል የእድገት ምድጃ ቴክኒካዊ ችግሮች ምንድ ናቸው?

የክሪስታል እድገት እቶን ዋናው መሳሪያ ነውሲሊከን ካርበይድክሪስታል እድገት. እሱ ከባህላዊው ክሪስታል የሲሊኮን ደረጃ ክሪስታል እድገት ምድጃ ጋር ተመሳሳይ ነው። የምድጃው መዋቅር በጣም የተወሳሰበ አይደለም. በዋነኛነት የምድጃ አካል ፣ የማሞቂያ ስርዓት ፣ የጥቅል ማስተላለፊያ ዘዴ ፣ የቫኩም ማግኛ እና የመለኪያ ስርዓት ፣ የጋዝ መንገድ ስርዓት ፣ የማቀዝቀዣ ዘዴ ፣ የቁጥጥር ስርዓት ፣ ወዘተ. የሙቀት መስክ እና የሂደቱ ሁኔታዎች ቁልፍ አመልካቾችን ይወስናሉየሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታልእንደ ጥራት, መጠን, ኮንዳክሽን እና የመሳሰሉት.

በአንድ በኩል, በእድገቱ ወቅት የሙቀት መጠኑየሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታልበጣም ከፍተኛ ነው እና ክትትል ሊደረግበት አይችልም. ስለዚህ, ዋናው ችግር በራሱ በሂደቱ ውስጥ ነው. ዋናዎቹ ችግሮች የሚከተሉት ናቸው:

(1) የሙቀት መስክን ለመቆጣጠር አስቸጋሪነት;

የተዘጋውን የከፍተኛ ሙቀት ክፍተት መከታተል አስቸጋሪ እና ከቁጥጥር ውጭ ነው. ከባህላዊው ሲሊኮን ላይ ከተመሠረተ መፍትሄ በቀጥታ የሚጎትት ክሪስታል ማደግ መሳሪያዎች በከፍተኛ ደረጃ አውቶሜሽን እና ሊታዩ የሚችሉ እና ሊቆጣጠሩት በሚችሉ ክሪስታል እድገት ሂደት፣ የሲሊኮን ካርቦዳይድ ክሪስታሎች ከ2,000 ℃ በላይ በሆነ ከፍተኛ ሙቀት ባለው አካባቢ ውስጥ በተዘጋ ቦታ ውስጥ ያድጋሉ እና የእድገት ሙቀት። በምርት ጊዜ በትክክል መቆጣጠር ያስፈልገዋል, ይህም የሙቀት መቆጣጠሪያን አስቸጋሪ ያደርገዋል;

(2) የክሪስታል ቅርጽን ለመቆጣጠር አስቸጋሪነት፡-

ማይክሮፓይፕ, ፖሊሞርፊክ ማካተቶች, መፈናቀሎች እና ሌሎች ጉድለቶች በእድገት ሂደት ውስጥ ሊከሰቱ ይችላሉ, እና እርስ በእርሳቸው ተጽእኖ ያሳድራሉ እና ይሻሻላሉ. ማይክሮ ፓይፕስ (ኤምፒ) የመሳሪያዎች ገዳይ ጉድለቶች ከበርካታ ማይክሮን እስከ አስር ማይክሮን መጠን ያላቸው በዓይነት ጉድለቶች ናቸው። የሲሊኮን ካርቦዳይድ ነጠላ ክሪስታሎች ከ 200 በላይ የተለያዩ ክሪስታል ቅርጾችን ያካትታሉ, ነገር ግን ጥቂት ክሪስታል መዋቅሮች (4H አይነት) ለማምረት የሚያስፈልጉ ሴሚኮንዳክተር ቁሶች ናቸው. በእድገቱ ሂደት ውስጥ የክሪስታል ቅርጽ መቀየር ቀላል ነው, በዚህም ምክንያት የ polymorphic ማካተት ጉድለቶች. ስለዚህ እንደ የሲሊኮን-ካርቦን ሬሾ, የእድገት ሙቀት መጨመር, የክሪስታል እድገት ፍጥነት እና የአየር ፍሰት ግፊት የመሳሰሉ መለኪያዎችን በትክክል መቆጣጠር ያስፈልጋል. በተጨማሪም ፣ በሲሊኮን ካርቦይድ ነጠላ ክሪስታል እድገት የሙቀት መስክ ውስጥ የሙቀት ቅልጥፍና አለ ፣ ይህም ወደ ተወላጅ ውስጣዊ ውጥረት እና የውጤት መዛባት (የባሳል አውሮፕላን መፈናቀል BPD ፣ screw dislocation TSD ፣ የጠርዝ መፈናቀል TED) ወደ ክሪስታል እድገት ሂደት ይመራል ፣ በዚህም በቀጣይ ኤፒታክሲያ እና መሳሪያዎች ጥራት እና አፈፃፀም ላይ ተጽእኖ ያሳድራል.

(3) አስቸጋሪ የዶፒንግ ቁጥጥር;

አቅጣጫ doping ጋር conductive ክሪስታል ለማግኘት የውጭ ከቆሻሻው ያለውን መግቢያ በጥብቅ ቁጥጥር መሆን አለበት;

(4) ዝቅተኛ የእድገት መጠን;

የሲሊኮን ካርቦይድ እድገት በጣም ቀርፋፋ ነው. ባህላዊ የሲሊኮን ቁሳቁሶች ወደ ክሪስታል ዘንግ ለማደግ 3 ቀናት ብቻ ያስፈልጋቸዋል, የሲሊኮን ካርቦዳይድ ክሪስታል ዘንጎች ግን 7 ቀናት ያስፈልጋቸዋል. ይህ በተፈጥሮ ዝቅተኛ የሲሊኮን ካርቦይድ ምርት ውጤታማነት እና በጣም የተገደበ ምርትን ያመጣል.

በሌላ በኩል የሲሊኮን ካርቦይድ ኤፒታክሲያል እድገት መለኪያዎች እጅግ በጣም የሚጠይቁ ናቸው, የመሳሪያውን አየር መቆንጠጥ, በአፀፋው ክፍል ውስጥ ያለው የጋዝ ግፊት መረጋጋት, የጋዝ መግቢያ ጊዜ ትክክለኛ ቁጥጥር, የጋዝ ትክክለኛነት. ጥምርታ, እና የተከማቸ የሙቀት መጠን ጥብቅ ቁጥጥር. በተለይም በመሳሪያው የቮልቴጅ መከላከያ ደረጃ መሻሻል, የኤፒታክሲያል ቫፈር ዋና መለኪያዎችን የመቆጣጠር ችግር በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል. በተጨማሪም የ epitaxial ንብርብር ውፍረት መጨመር ጋር, የ resistivity ያለውን ወጥነት ለመቆጣጠር እና ውፍረቱ በማረጋገጥ ላይ ሳለ ጉድለት ጥግግት ለመቀነስ እንዴት ሌላ ትልቅ ፈተና ሆኗል. በኤሌክትሮል ቁጥጥር ስርዓት ውስጥ የተለያዩ መመዘኛዎች በትክክል እና በተረጋጋ ሁኔታ እንዲስተካከሉ ለማድረግ ከፍተኛ ትክክለኛነት ያላቸውን ዳሳሾች እና አንቀሳቃሾችን ማዋሃድ አስፈላጊ ነው. በተመሳሳይ ጊዜ የመቆጣጠሪያው አልጎሪዝም ማመቻቸትም ወሳኝ ነው. በሲሊኮን ካርቦይድ ኤፒታክሲያል የእድገት ሂደት ውስጥ የተለያዩ ለውጦችን ለማጣጣም በአስተያየት ምልክቱ መሰረት የቁጥጥር ስልቱን በእውነተኛ ጊዜ ማስተካከል መቻል ያስፈልገዋል.

ውስጥ ዋና ችግሮችየሲሊኮን ካርቦይድ ንጣፍማምረት፡