Kristal hazteko labea da oinarrizko ekipamenduasilizio karburoakristalen hazkundea. Silizio kristalinoko kristal hazteko labe tradizionalaren antzekoa da. Labearen egitura ez da oso konplikatua. Batez ere labearen gorputza, berokuntza sistema, bobina transmisio mekanismoa, hutsean eskuratze eta neurtzeko sistema, gasaren bide sistema, hozte sistema, kontrol sistema eta abarrez osatuta dago.silizio karburozko kristalabezalako kalitatea, tamaina, eroankortasuna eta abar.
Alde batetik, hazkuntza garaiko tenperaturasilizio karburozko kristalaoso altua da eta ezin da kontrolatu. Beraz, zailtasun nagusia prozesuan bertan dago. Zailtasun nagusiak hauek dira:
(1) Eremu termikoaren kontrolaren zailtasuna: tenperatura altuko barrunbe itxiaren jarraipena zaila eta kontrolaezina da. Silizioan oinarritutako soluzio tradizionaleko kristalen hazkuntza zuzeneko ekipamenduaren aldean, automatizazio maila altuarekin eta kristalen hazkuntza prozesu behagarri eta kontrolagarriarekin, silizio karburozko kristalak espazio itxi batean hazten dira 2.000 ℃-tik gorako tenperatura altuko ingurune batean eta hazkunde-tenperaturan. Ekoizpenean zehaztasunez kontrolatu behar da, eta horrek tenperatura kontrola zaila egiten du;
(2) Kristalaren forma kontrolatzeko zailtasuna: mikrotutuak, inklusio polimorfikoak, dislokazioak eta beste akats batzuk hazkuntza-prozesuan zehar gerta daitezke, eta elkarri eragiten eta eboluzionatzen dute. Mikrohodiak (MP) zeharkako akatsak dira, hainbat mikra eta hamarnaka mikra arteko tamaina dutenak, gailuen akats hilgarriak direnak. Silizio karburozko kristal bakarrek 200 kristal forma ezberdin baino gehiago dituzte, baina kristal egitura gutxi batzuk (4H motakoak) dira ekoizpenerako beharrezkoak diren material erdieroaleak. Kristal-formaren eraldaketa erraza da hazkuntza-prozesuan zehar, inklusio-akats polimorfikoen ondorioz. Hori dela eta, beharrezkoa da parametroak zehatz-mehatz kontrolatzea, hala nola silizio-karbono erlazioa, hazkunde-tenperatura-gradientea, kristalen hazkunde-tasa eta aire-fluxuaren presioa. Horrez gain, silizio karburozko kristal bakarreko hazkuntzaren eremu termikoan tenperatura-gradiente bat dago, eta horrek barneko estres naturala eta ondoriozko dislokazioak (plano basalaren dislokazioa BPD, torlojuaren dislokazioa TSD, ertzaren dislokazioa TED) eragiten ditu kristalen hazkuntza prozesuan, eta, ondorioz ondorengo epitaxia eta gailuen kalitatean eta errendimenduan eragina izatea.
(3) Dopinaren kontrol zaila: kanpoko ezpurutasunak sartzea zorrotz kontrolatu behar da dopin norabidedun kristal eroale bat lortzeko;
(4) Hazkunde-tasa motela: silizio-karburoaren hazkunde-tasa oso motela da. Siliziozko material tradizionalek 3 egun baino ez dituzte behar kristalezko hagaxka bihurtzeko, eta siliziozko karburozko kristalek 7 egun behar dituzte. Honek siliziozko karburoaren ekoizpen-eraginkortasuna naturalki txikiagoa da eta irteera oso mugatua dakar.
Bestalde, silizio-karburoaren epitaxia-hazkundearen parametroak oso zorrotzak dira, besteak beste, ekipamenduaren airearen estankotasuna, erreakzio-ganberan gasaren presioaren egonkortasuna, gasa sartzeko denboraren kontrol zehatza, gasaren zehaztasuna. ratioa, eta deposizio-tenperaturaren kudeaketa zorrotza. Bereziki, gailuaren tentsio-erresistentzia maila hobetzearekin batera, oblea epitaxialaren oinarrizko parametroak kontrolatzeko zailtasuna nabarmen handitu da. Gainera, geruza epitaxialaren lodiera areagotzearekin batera, erresistentziaren uniformetasuna nola kontrolatu eta akatsen dentsitatea murriztea, lodiera bermatuz, beste erronka handi bat bihurtu da. Elektrifikatutako kontrol-sisteman, beharrezkoa da doitasun handiko sentsoreak eta eragingailuak integratzea, hainbat parametro zehaztasunez eta egonkortasunez erregulatu daitezkeela ziurtatzeko. Aldi berean, kontrol-algoritmoaren optimizazioa ere funtsezkoa da. Kontrol-estrategia denbora errealean doitzeko gai izan behar du feedback-seinalearen arabera, silizio-karburoaren epitaxia-hazkuntza-prozesuaren hainbat aldaketetara egokitzeko.
Zailtasun nagusiaksilizio karburoaren substratuafabrikazioa:
Argitalpenaren ordua: 2024-07-07