Печ для вырошчвання крышталяў з'яўляецца асноўным абсталяваннем длякарбід крэмніюрост крышталяў. Гэта падобна на традыцыйную печ для вырошчвання крышталяў з крышталічнага крэмнію. Канструкцыя топкі не вельмі складаная. У асноўным ён складаецца з корпуса печы, сістэмы ацяплення, механізму перадачы шпулькі, сістэмы атрымання і вымярэння вакууму, сістэмы газавага тракту, сістэмы астуджэння, сістэмы кіравання і г. д. Цеплавое поле і ўмовы працэсу вызначаюць ключавыя паказчыкікрышталь карбіду крэмніюяк якасць, памер, праводнасць і гэтак далей.
З аднаго боку, тэмпература падчас ростукрышталь карбіду крэмніювельмі высокі і не падлягае кантролю. Таму асноўная складанасць заключаецца ў самім працэсе. Асноўныя цяжкасці наступныя:
(1) Цяжкасці ў кантролі цеплавога поля:
Маніторынг закрытай высокатэмпературнай паражніны складаны і некантралюемы. У адрозненне ад традыцыйнага абсталявання для вырошчвання крышталяў з прамой цягай на аснове крэмнію з высокай ступенню аўтаматызацыі і працэсам росту крышталяў, які можна назіраць і кантраляваць, крышталі карбіду крэмнію растуць у закрытай прасторы ў асяроддзі з высокай тэмпературай вышэй за 2000 ℃, а тэмпература росту неабходна дакладна кантраляваць падчас вытворчасці, што абцяжарвае кантроль тэмпературы;
(2) Цяжкасці ў кантролі формы крышталя:
Мікратрубкі, паліморфныя ўключэнні, дыслакацыі і іншыя дэфекты схільныя ўзнікаць у працэсе росту, і яны ўплываюць і развіваюцца адзін на аднаго. Мікратрубы (МТ) - скразныя дэфекты памерам ад некалькіх мікрон да дзесяткаў мікрон, якія з'яўляюцца забойнымі дэфектамі прыбораў. Монакрышталі карбіду крэмнію ўключаюць больш за 200 розных крышталічных формаў, але толькі некалькі крышталічных структур (тып 4H) з'яўляюцца паўправадніковымі матэрыяламі, неабходнымі для вытворчасці. У працэсе росту лёгка адбываецца трансфармацыя формы крышталя, што прыводзіць да дэфектаў паліморфных уключэнняў. Такім чынам, неабходна дакладна кантраляваць такія параметры, як суадносіны крэмній-вуглярод, градыент тэмпературы росту, хуткасць росту крышталяў і ціск паветранага патоку. Акрамя таго, існуе тэмпературны градыент у цеплавым полі росту монакрышталя карбіду крэмнію, які прыводзіць да ўласнага ўнутранага напружання і ўзнікаючых у выніку дыслакацый (дыслакацыя ў базальнай плоскасці BPD, шрубавая дыслакацыя TSD, краёвая дыслакацыя TED) падчас працэсу росту крышталя, такім чынам якія ўплываюць на якасць і прадукцыйнасць наступнай эпітаксіі і прылад.
(3) Цяжкі допінг-кантроль:
Увядзенне знешніх прымешак павінна строга кантралявацца, каб атрымаць токаправодны крышталь з накіраваным легіраваннем;
(4) Павольны тэмп росту:
Хуткасць росту карбіду крэмнію вельмі павольная. Традыцыйным крэмніевым матэрыялам патрабуецца ўсяго 3 дні, каб вырасці ў крыштальны стрыжань, у той час як крышталічным стрыжням з карбіду крэмнію патрабуецца 7 дзён. Гэта, натуральна, прыводзіць да зніжэння эфектыўнасці вытворчасці карбіду крэмнію і вельмі абмежаванай вытворчасці.
З іншага боку, параметры эпітаксіяльнага росту карбіду крэмнію надзвычай патрабавальныя, уключаючы герметычнасць абсталявання, стабільнасць ціску газу ў рэакцыйнай камеры, дакладны кантроль часу ўвядзення газу, дакладнасць газу. стаўленне, і строгае кіраванне тэмпературай аблогі. У прыватнасці, з павышэннем узроўню супраціўляльнасці прыбора па напрузе значна ўзрасла складанасць кантролю асноўных параметраў эпітаксіяльнай пласціны. Акрамя таго, з павелічэннем таўшчыні эпітаксіяльнага пласта яшчэ адной сур'ёзнай праблемай стала тое, як кантраляваць аднастайнасць удзельнага супраціву і паменшыць шчыльнасць дэфектаў, забяспечваючы таўшчыню. У электрыфікаваную сістэму кіравання неабходна інтэграваць высокадакладныя датчыкі і выканаўчыя механізмы, каб гарантаваць, што розныя параметры можна дакладна і стабільна рэгуляваць. Пры гэтым аптымізацыя алгарытму кіравання таксама мае вырашальнае значэнне. Ён павінен мець магчымасць рэгуляваць стратэгію кіравання ў рэжыме рэальнага часу ў адпаведнасці з сігналам зваротнай сувязі, каб адаптавацца да розных змен у працэсе эпітаксіяльнага росту карбіду крэмнію.
Асноўныя цяжкасці ўпадкладка з карбіду крэмніявытворчасць:
Час публікацыі: 7 чэрвеня 2024 г