U furnace di crescita di cristalli hè l'equipaggiu core percarburu di siliciucrescita di cristalli. Hè simile à u fornu di crescita di cristalli di qualità di silicium cristalline tradiziunale. A struttura di u furnace ùn hè micca assai complicata. Hè cumpostu principarmenti di corpu di furnace, sistema di riscaldamentu, mecanismu di trasmissione di bobina, sistema di acquisizione è misurazione di vacuum, sistema di percorsu di gas, sistema di rinfrescante, sistema di cuntrollu, etc. U campu termale è e cundizioni di prucessu determinanu l'indicatori chjave dicristal di carburu di siliciucum'è a qualità, a dimensione, a conduttività è cusì.
Da una banda, a temperatura durante a crescita dicristal di carburu di siliciuhè assai altu è ùn pò micca esse monitoratu. Per quessa, a difficultà principale si trova in u prucessu stessu. I difficultà principali sò i seguenti:
(1) Difficultà in u cuntrollu di u campu termale:
U monitoraghju di a cavità chjusa à alta temperatura hè difficiule è incontrollable. Differenti da l'equipaggiu di crescita di cristalli di a suluzione tradiziunale basata in siliciu cù un altu gradu d'automatizazione è un prucessu di crescita di cristalli osservabili è cuntrullabili, i cristalli di carburu di siliciu crescenu in un spaziu chjusu in un ambiente à alta temperatura sopra 2000 ℃, è a temperatura di crescita. ci vole à esse cuntrullatu precisamente durante a pruduzzione, chì rende difficiule u cuntrollu di a temperatura;
(2) Difficultà in u cuntrollu di a forma di cristalli:
Micropipes, inclusioni polimorfi, dislocazioni è altri difetti sò propensi à accade durante u prucessu di crescita, è affettanu è evoluzione l'altri. Micropipes (MP) sò difetti di tippu attraversu cù una dimensione di parechji microni à decine di microni, chì sò difetti assassini di i dispositi. I cristalli singuli di carburu di siliciu includenu più di 200 forme di cristalli diffirenti, ma solu uni pochi di strutture di cristalli (tipu 4H) sò i materiali semiconduttori necessarii per a produzzione. A trasfurmazioni di a forma di cristalli hè faciule d'accadirà durante u prucessu di crescita, risultatu in difetti di inclusi polimorfi. Per quessa, hè necessariu di cuntrullà accuratamente i paràmetri, cum'è u rapportu di silicium-carbonu, u gradiente di temperatura di crescita, u tassu di crescita di cristalli è a pressione di u flussu d'aria. Inoltre, ci hè un gradiente di temperatura in u campu termale di a crescita di cristalli unicu di carburu di siliciu, chì porta à u stress internu nativu è i dislocazioni risultanti (dislocazione di u pianu basale BPD, dislocazione di vite TSD, dislocazione di bordu TED) durante u prucessu di crescita di cristalli, cusì. affettendu a qualità è u funziunamentu di l'epitassia è i dispositi successivi.
(3) Difficultu cuntrollu di doping:
L'intruduzioni di impurità esterne deve esse strettamente cuntrullata per ottene un cristallu conduttivu cù doping direzzione;
(4) Tasso di crescita lenta:
A crescita di u carburu di siliciu hè assai lenta. I materiali di siliciu tradiziunali necessitanu solu 3 ghjorni per cresce in un bastone di cristallu, mentre chì i bastoni di cristalli di carburu di siliciu necessitanu 7 ghjorni. Questu porta à una efficienza di produzzione naturalmente più bassa di carburu di siliciu è una pruduzzioni assai limitata.
Per d 'altra banda, i paràmetri di a crescita epitaxial di carburu di siliciu sò estremamente esigenti, cumpresa a tenuta à l'aria di l'equipaggiu, a stabilità di a pressione di u gasu in a camera di reazione, u cuntrollu precisu di u tempu di introduzione di gas, a precisione di u gasu. ratio, è a gestione stretta di a temperatura di depositu. In particulare, cù a migliione di u livellu di resistenza di tensione di u dispusitivu, a difficultà di cuntrullà i paràmetri core di l'ostia epitaxial hè aumentata significativamente. Inoltre, cù l'aumentu di u gruixu di u stratu epitaxial, cumu per cuntrullà l'uniformità di a resistività è riduce a densità di difetti mentre assicurendu chì u spessore hè diventatu un altru sfida maiò. In u sistema di cuntrollu elettrificata, hè necessariu integrà sensori è attuatori d'alta precisione per assicurà chì parechji paràmetri ponu esse regulati in modu precisu è stabile. À u listessu tempu, l'ottimisazione di l'algoritmu di cuntrollu hè ancu cruciale. Hè bisognu à esse capace di aghjustà a strategia di cuntrollu in tempu reale secondu u signale di feedback per adattà à diversi cambiamenti in u prucessu di crescita epitaxial di carburu di silicium.
Principali difficultà insubstratu di carburu di siliciumfabricazione:
Tempu di posta: 07-07-2024