مشکلات فنی کوره رشد کریستال کاربید سیلیکون چیست؟

کوره رشد کریستال تجهیزات اصلی برایکاربید سیلیکونرشد کریستال این شبیه به کوره رشد کریستال با درجه سیلیکون کریستالی سنتی است. ساختار کوره خیلی پیچیده نیست. این عمدتا از بدنه کوره، سیستم گرمایش، مکانیزم انتقال سیم پیچ، سیستم اکتساب و اندازه گیری خلاء، سیستم مسیر گاز، سیستم خنک کننده، سیستم کنترل و غیره تشکیل شده است. میدان حرارتی و شرایط فرآیند، شاخص های کلیدی را تعیین می کند.کریستال کاربید سیلیکونمانند کیفیت، اندازه، رسانایی و غیره.

از یک طرف، درجه حرارت در طول رشد ازکریستال کاربید سیلیکونبسیار بالاست و قابل نظارت نیست. بنابراین، مشکل اصلی در خود فرآیند نهفته است. مشکلات اصلی به شرح زیر است:

(1) مشکل در کنترل میدان حرارتی:

نظارت بر حفره بسته با دمای بالا دشوار و غیرقابل کنترل است. کریستال های کاربید سیلیکون متفاوت از تجهیزات رشد کریستال کشش مستقیم محلول سنتی مبتنی بر سیلیکون با درجه بالایی از اتوماسیون و فرآیند رشد کریستال قابل مشاهده و کنترل، در یک فضای بسته در یک محیط با دمای بالا بالای 2000 درجه سانتیگراد و دمای رشد رشد می کنند. باید در حین تولید دقیقاً کنترل شود، که کنترل دما را دشوار می کند.

(2) مشکل در کنترل شکل کریستالی:

میکرولوله‌ها، آخال‌های چندشکل، دررفتگی و سایر عیوب در طول فرآیند رشد مستعد رخ دادن هستند و بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند و تکامل می‌یابند. میکرولوله ها (MP) عیوب از نوع عبوری با اندازه های چند میکرون تا ده ها میکرون هستند که عیوب کشنده دستگاه ها هستند. تک بلورهای کاربید سیلیکون شامل بیش از 200 شکل کریستالی مختلف است، اما تنها چند ساختار کریستالی (نوع 4H) مواد نیمه هادی مورد نیاز برای تولید هستند. دگرگونی شکل کریستالی به راحتی در طول فرآیند رشد رخ می دهد و منجر به نقایص انکلوژن چند شکلی می شود. بنابراین، کنترل دقیق پارامترهایی مانند نسبت سیلیکون به کربن، گرادیان دمای رشد، سرعت رشد کریستال و فشار جریان هوا ضروری است. علاوه بر این، یک گرادیان دما در میدان حرارتی رشد تک کریستال کاربید سیلیکون وجود دارد که منجر به تنش داخلی بومی و نابجایی های ناشی از آن (دررفتگی صفحه پایه BPD، دررفتگی پیچ TSD، دررفتگی لبه TED) در طول فرآیند رشد کریستال می شود. بر کیفیت و عملکرد اپیتاکسی و دستگاه های بعدی تأثیر می گذارد.

(3) کنترل دوپینگ دشوار:

ورود ناخالصی های خارجی باید به شدت کنترل شود تا یک کریستال رسانا با دوپینگ جهت به دست آید.

(4) سرعت رشد آهسته:

سرعت رشد کاربید سیلیکون بسیار کند است. مواد سیلیکونی سنتی تنها به 3 روز برای تبدیل شدن به میله کریستالی نیاز دارند، در حالی که میله های کریستال کاربید سیلیکون به 7 روز نیاز دارند. این منجر به راندمان تولید کمتر کاربید سیلیکون و خروجی بسیار محدود می شود.

از سوی دیگر، پارامترهای رشد اپیتاکسی کاربید سیلیکون بسیار خواستار هستند، از جمله هوا بند بودن تجهیزات، پایداری فشار گاز در محفظه واکنش، کنترل دقیق زمان ورود گاز، دقت گاز. نسبت، و مدیریت دقیق دمای رسوب. به طور خاص، با بهبود سطح مقاومت ولتاژ دستگاه، دشواری کنترل پارامترهای اصلی ویفر اپیتاکسیال به طور قابل توجهی افزایش یافته است. علاوه بر این، با افزایش ضخامت لایه اپیتاکسیال، نحوه کنترل یکنواختی مقاومت و کاهش چگالی عیب و حصول اطمینان از ضخامت به چالش بزرگ دیگری تبدیل شده است. در سیستم کنترل برقی، لازم است سنسورها و محرک‌های با دقت بالا یکپارچه شوند تا اطمینان حاصل شود که پارامترهای مختلف می‌توانند با دقت و پایداری تنظیم شوند. در عین حال، بهینه سازی الگوریتم کنترل نیز بسیار مهم است. باید بتواند استراتژی کنترل را در زمان واقعی با توجه به سیگنال بازخورد تنظیم کند تا با تغییرات مختلف در فرآیند رشد اپیتاکسی کاربید سیلیکون سازگار شود.

مشکلات اصلی دربستر کاربید سیلیکونساخت: