Beth yw anawsterau technegol ffwrnais twf grisial carbid silicon?

Y ffwrnais twf grisial yw'r offer craidd ar gyfersilicon carbidtwf grisial. Mae'n debyg i'r ffwrnais twf gradd grisial silicon crisialog traddodiadol. Nid yw strwythur y ffwrnais yn gymhleth iawn. Mae'n cynnwys corff ffwrnais yn bennaf, system wresogi, mecanwaith trawsyrru coil, system caffael a mesur gwactod, system llwybr nwy, system oeri, system reoli, ac ati. Mae'r maes thermol a'r amodau proses yn pennu dangosyddion allweddolgrisial silicon carbidfel ansawdd, maint, dargludedd ac yn y blaen.

Ar y naill law, y tymheredd yn ystod twfgrisial silicon carbidyn uchel iawn ac ni ellir ei fonitro. Felly, mae'r prif anhawster yn gorwedd yn y broses ei hun. Mae'r prif anawsterau fel a ganlyn:

(1) Anhawster rheoli maes thermol:

Mae monitro'r ceudod tymheredd uchel caeedig yn anodd ac na ellir ei reoli. Yn wahanol i'r offer twf grisial datrysiad traddodiadol sy'n seiliedig ar silicon gyda lefel uchel o awtomeiddio a phroses twf grisial gweladwy a rheoladwy, mae crisialau carbid silicon yn tyfu mewn man caeedig mewn amgylchedd tymheredd uchel uwchlaw 2,000 ℃, a thymheredd y twf. mae angen ei reoli'n fanwl gywir yn ystod y cynhyrchiad, sy'n ei gwneud yn anodd rheoli tymheredd;

(2) Anhawster rheoli ffurf grisial:

Mae microbibellau, cynhwysiant polymorffig, dadleoliadau a diffygion eraill yn dueddol o ddigwydd yn ystod y broses dwf, ac maent yn effeithio ar ei gilydd ac yn esblygu. Mae microbibellau (MP) yn ddiffygion math trwodd gyda maint o sawl micron i ddegau o ficronau, sy'n ddiffygion lladd dyfeisiau. Mae crisialau sengl silicon carbid yn cynnwys mwy na 200 o wahanol ffurfiau grisial, ond dim ond ychydig o strwythurau crisial (math 4H) yw'r deunyddiau lled-ddargludyddion sydd eu hangen ar gyfer cynhyrchu. Mae trawsnewid ffurf grisial yn hawdd i ddigwydd yn ystod y broses dwf, gan arwain at ddiffygion cynhwysiant polymorffig. Felly, mae angen rheoli paramedrau'n gywir fel cymhareb silicon-carbon, graddiant tymheredd twf, cyfradd twf grisial, a phwysedd llif aer. Yn ogystal, mae graddiant tymheredd ym maes thermol tyfiant grisial sengl carbid silicon, sy'n arwain at straen mewnol brodorol a'r dislocations canlyniadol (dadleoli awyren sylfaenol BPD, datgymaliad sgriw TSD, datgymaliad ymyl TED) yn ystod y broses twf grisial, a thrwy hynny effeithio ar ansawdd a pherfformiad epitacsi a dyfeisiau dilynol.

(3) Rheolaeth dopio anodd:

Rhaid rheoli cyflwyniad amhureddau allanol yn llym i gael grisial dargludol gyda dopio cyfeiriadol;

(4) Cyfradd twf araf:

Mae cyfradd twf carbid silicon yn araf iawn. Dim ond 3 diwrnod sydd ei angen ar ddeunyddiau silicon traddodiadol i dyfu i mewn i wialen grisial, tra bod angen 7 diwrnod ar wialen grisial carbid silicon. Mae hyn yn arwain at effeithlonrwydd cynhyrchu carbid silicon yn naturiol is ac allbwn cyfyngedig iawn.

Ar y llaw arall, mae paramedrau twf epitaxial carbid silicon yn hynod heriol, gan gynnwys aerglosrwydd yr offer, sefydlogrwydd y pwysedd nwy yn y siambr adwaith, rheolaeth fanwl gywir yr amser cyflwyno nwy, cywirdeb y nwy. cymhareb, a rheolaeth gaeth ar y tymheredd dyddodiad. Yn benodol, gyda gwelliant lefel ymwrthedd foltedd y ddyfais, mae'r anhawster o reoli paramedrau craidd y wafer epitaxial wedi cynyddu'n sylweddol. Yn ogystal, gyda'r cynnydd yn nhrwch yr haen epitaxial, mae sut i reoli unffurfiaeth y gwrthedd a lleihau'r dwysedd diffyg tra'n sicrhau bod y trwch wedi dod yn her fawr arall. Yn y system reoli drydanol, mae angen integreiddio synwyryddion a actuators manwl uchel i sicrhau y gellir rheoleiddio paramedrau amrywiol yn gywir ac yn sefydlog. Ar yr un pryd, mae optimeiddio'r algorithm rheoli hefyd yn hanfodol. Mae angen iddo allu addasu'r strategaeth reoli mewn amser real yn ôl y signal adborth i addasu i newidiadau amrywiol yn y broses twf epitaxial carbid silicon.