Peć za rast kristala je osnovna oprema zasilicijum karbidarast kristala. Slična je tradicionalnoj peći za uzgoj kristala od kristalnog silicija. Struktura peći nije mnogo komplikovana. Uglavnom se sastoji od tela peći, sistema grejanja, mehanizma prenosa namotaja, sistema za prikupljanje i merenje vakuuma, sistema gasnog puta, sistema za hlađenje, sistema upravljanja, itd. Toplotno polje i procesni uslovi određuju ključne indikatorekristal silicijum karbidakao što su kvalitet, veličina, provodljivost i tako dalje.
S jedne strane, temperatura tokom rastakristal silicijum karbidaje veoma visoka i ne može se pratiti. Dakle, glavna poteškoća leži u samom procesu. Glavne poteškoće su sljedeće:
(1) Poteškoće u kontroli termičkog polja: Praćenje zatvorene visokotemperaturne šupljine je teško i nekontrolisano. Za razliku od tradicionalnog rješenja baziranog na silicijumu, opreme za direktno povlačenje kristala sa visokim stepenom automatizacije i procesom rasta kristala koji se može posmatrati i kontrolisati, kristali silicijum karbida rastu u zatvorenom prostoru u okruženju visoke temperature iznad 2000℃, i na temperaturi rasta potrebno je precizno kontrolisati tokom proizvodnje, što otežava kontrolu temperature;
(2) Poteškoće u kontroli kristalnog oblika: mikrocijevi, polimorfne inkluzije, dislokacije i drugi defekti su skloni da se javljaju tokom procesa rasta, te utiču i evoluiraju jedni na druge. Mikropipe (MP) su defekti prolaznog tipa veličine od nekoliko mikrona do desetina mikrona, koji su ubojiti defekti uređaja. Monokristali silicijum karbida uključuju više od 200 različitih oblika kristala, ali samo nekoliko kristalnih struktura (tip 4H) su poluvodički materijali potrebni za proizvodnju. Transformacija kristalnog oblika se lako dešava tokom procesa rasta, što rezultira polimorfnim defektima inkluzije. Stoga je potrebno precizno kontrolirati parametre kao što su omjer silicijum-ugljik, gradijent temperature rasta, brzina rasta kristala i pritisak protoka zraka. Osim toga, postoji temperaturni gradijent u termičkom polju rasta monokristala silicijum karbida, što dovodi do prirodnog unutrašnjeg naprezanja i rezultujućih dislokacija (dislokacija bazalne ravni BPD, vijčana dislokacija TSD, rubna dislokacija TED) tokom procesa rasta kristala, čime utiče na kvalitet i performanse naknadne epitaksije i uređaja.
(3) Teška kontrola dopinga: Unošenje spoljašnjih nečistoća mora biti strogo kontrolisano da bi se dobio provodljivi kristal sa usmerenim dopiranjem;
(4) Spora stopa rasta: Stopa rasta silicijum karbida je veoma spora. Tradicionalnim silicijumskim materijalima potrebno je samo 3 dana da prerastu u kristalnu šipku, dok kristalnim štapovima od silicijum karbida treba 7 dana. Ovo dovodi do prirodno niže efikasnosti proizvodnje silicijum karbida i vrlo ograničene proizvodnje.
S druge strane, parametri epitaksijalnog rasta silicijum karbida su izuzetno zahtevni, uključujući nepropusnost opreme, stabilnost pritiska gasa u reakcionoj komori, preciznu kontrolu vremena uvođenja gasa, tačnost gasa. odnos i striktno upravljanje temperaturom taloženja. Konkretno, sa poboljšanjem nivoa naponske otpornosti uređaja, značajno se povećala poteškoća u kontroli osnovnih parametara epitaksijalne pločice. Uz to, s povećanjem debljine epitaksijalnog sloja, kako kontrolirati ujednačenost otpora i smanjiti gustinu defekata, a istovremeno osigurati debljinu, postao je još jedan veliki izazov. U elektrificirani sistem upravljanja potrebno je integrirati visokoprecizne senzore i aktuatore kako bi se osiguralo da se različiti parametri mogu precizno i stabilno regulirati. Istovremeno, optimizacija kontrolnog algoritma je takođe ključna. Mora biti u mogućnosti da prilagodi strategiju upravljanja u realnom vremenu prema povratnom signalu kako bi se prilagodio različitim promjenama u procesu epitaksijalnog rasta silicijum karbida.
Glavne poteškoće usupstrat od silicijum karbidaproizvodnja:
Vrijeme objave: Jun-07-2024