Kiteenkasvatusuuni on ydinlaitteistopiikarbidikiteen kasvu. Se on samanlainen kuin perinteinen kiteinen piilaatuinen kiteenkasvatusuuni. Uunin rakenne ei ole kovin monimutkainen. Se koostuu pääasiassa uunin rungosta, lämmitysjärjestelmästä, kierukan siirtomekanismista, alipaineen keräämis- ja mittausjärjestelmästä, kaasupolkujärjestelmästä, jäähdytysjärjestelmästä, ohjausjärjestelmästä jne. Lämpökenttä ja prosessiolosuhteet määrittävät avainindikaattoritpiikarbidin kristallikuten laatu, koko, johtavuus ja niin edelleen.
Toisaalta lämpötila kasvun aikanapiikarbidin kristallion erittäin korkea eikä sitä voida valvoa. Siksi suurin vaikeus on itse prosessissa. Tärkeimmät vaikeudet ovat seuraavat:
(1) Vaikeus lämpökentän ohjauksessa:
Suljetun korkean lämpötilan onkalon valvonta on vaikeaa ja hallitsematonta. Piikarbidikiteet kasvavat suljetussa tilassa korkean lämpötilan ympäristössä yli 2 000 ℃ ja kasvulämpötilassa perinteisestä piipohjaisesta ratkaisusta poiketen, joissa on korkea automaatioaste ja havaittavissa oleva ja hallittava kiteenkasvatusprosessi. on valvottava tarkasti tuotannon aikana, mikä vaikeuttaa lämpötilan säätelyä;
(2) Vaikeus kidemuodon hallinnassa:
Mikroputket, polymorfiset sulkeumat, dislokaatiot ja muut viat ovat alttiita syntymään kasvuprosessin aikana, ja ne vaikuttavat ja kehittyvät toisiinsa. Mikroputket (MP) ovat läpimeneviä vikoja, joiden koko on useista mikroneista kymmeniin mikroneihin, jotka ovat laitteiden tappavia vikoja. Piikarbidin yksikiteissä on yli 200 eri kidemuotoa, mutta vain muutama kiderakenne (4H-tyyppi) on valmistuksessa tarvittavia puolijohdemateriaaleja. Kidemuotomuutos on helppo tapahtua kasvuprosessin aikana, mikä johtaa polymorfisiin inkluusiovirheisiin. Siksi on tarpeen säätää tarkasti parametreja, kuten pii-hiilisuhde, kasvulämpötilagradientti, kiteiden kasvunopeus ja ilman virtauspaine. Lisäksi piikarbidin yksikiteisen kasvun lämpökentässä on lämpötilagradientti, joka johtaa natiiviin sisäiseen jännitykseen ja siitä aiheutuviin dislokaatioihin (perustason dislokaatio BPD, ruuvidislokaatio TSD, reunadislokaatio TED) kiteen kasvuprosessin aikana, jolloin vaikuttavat myöhempien epitaksien ja laitteiden laatuun ja suorituskykyyn.
(3) Vaikea dopingkontrolli:
Ulkoisten epäpuhtauksien pääsyä on valvottava tiukasti, jotta saadaan johtava kide, jossa on suunnattu seos;
(4) Hidas kasvu:
Piikarbidin kasvunopeus on hyvin hidasta. Perinteiset piimateriaalit tarvitsevat vain 3 päivää kasvaakseen kristalliseuvoksi, kun taas piikarbidikidesauvat tarvitsevat 7 päivää. Tämä johtaa luonnollisesti pienempään piikarbidin tuotantotehokkuuteen ja erittäin rajalliseen tuotantoon.
Toisaalta piikarbidin epitaksiaalisen kasvun parametrit ovat äärimmäisen vaativia, mukaan lukien laitteiston ilmatiiviys, reaktiokammion kaasunpaineen stabiilisuus, kaasun sisääntuloajan tarkka säätö, kaasun tarkkuus. suhdetta ja saostuslämpötilan tiukkaa hallintaa. Erityisesti laitteen jännitevastustason parantumisen myötä epitaksiaalisen kiekon ydinparametrien hallinnan vaikeus on lisääntynyt merkittävästi. Lisäksi epitaksiaalikerroksen paksuuden kasvaessa toiseksi suureksi haasteeksi on tullut kuinka ohjata resistiivisyyden tasaisuutta ja pienentää vikatiheyttä varmistaen samalla paksuuden. Sähköistettyyn ohjausjärjestelmään on integroitava erittäin tarkkoja antureita ja toimilaitteita, jotta voidaan varmistaa, että eri parametreja voidaan säätää tarkasti ja vakaasti. Samalla ohjausalgoritmin optimointi on myös ratkaisevan tärkeää. Sen on kyettävä säätämään ohjausstrategiaa reaaliajassa takaisinkytkentäsignaalin mukaan mukautuakseen erilaisiin muutoksiin piikarbidin epitaksiaalisessa kasvuprosessissa.
Tärkeimmät vaikeudetpiikarbidisubstraattivalmistus:
Postitusaika: 07.06.2024