સિલિકોન કાર્બાઇડ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ફર્નેસની તકનીકી મુશ્કેલીઓ શું છે?

ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ફર્નેસ એ માટેનું મુખ્ય સાધન છેસિલિકોન કાર્બાઇડસ્ફટિક વૃદ્ધિ. તે પરંપરાગત સ્ફટિકીય સિલિકોન ગ્રેડ સ્ફટિક વૃદ્ધિ ભઠ્ઠી જેવું જ છે. ભઠ્ઠીની રચના ખૂબ જટિલ નથી. તે મુખ્યત્વે ફર્નેસ બોડી, હીટિંગ સિસ્ટમ, કોઇલ ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ, વેક્યૂમ એક્વિઝિશન અને મેઝરમેન્ટ સિસ્ટમ, ગેસ પાથ સિસ્ટમ, કૂલિંગ સિસ્ટમ, કંટ્રોલ સિસ્ટમ વગેરેથી બનેલું છે. થર્મલ ફિલ્ડ અને પ્રક્રિયાની સ્થિતિ મુખ્ય સૂચકાંકો નક્કી કરે છે.સિલિકોન કાર્બાઇડ ક્રિસ્ટલગુણવત્તા, કદ, વાહકતા અને તેથી વધુ.

એક તરફ, ની વૃદ્ધિ દરમિયાન તાપમાનસિલિકોન કાર્બાઇડ ક્રિસ્ટલખૂબ ઊંચું છે અને તેનું નિરીક્ષણ કરી શકાતું નથી. તેથી, મુખ્ય મુશ્કેલી પ્રક્રિયામાં જ રહે છે. મુખ્ય મુશ્કેલીઓ નીચે મુજબ છે:

(1) થર્મલ ક્ષેત્ર નિયંત્રણમાં મુશ્કેલી:

બંધ ઉચ્ચ-તાપમાન પોલાણનું નિરીક્ષણ કરવું મુશ્કેલ અને અનિયંત્રિત છે. પરંપરાગત સિલિકોન-આધારિત સોલ્યુશન ડાયરેક્ટ-પુલ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ઇક્વિપમેન્ટથી અલગ છે જેમાં ઉચ્ચ ડિગ્રી ઓટોમેશન અને અવલોકનક્ષમ અને નિયંત્રણક્ષમ ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા છે, સિલિકોન કાર્બાઇડ સ્ફટિકો બંધ જગ્યામાં 2,000 ° સે ઉપરના ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણમાં વધે છે, અને વૃદ્ધિ તાપમાન ઉત્પાદન દરમિયાન ચોક્કસપણે નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે, જે તાપમાન નિયંત્રણને મુશ્કેલ બનાવે છે;

(2) સ્ફટિક સ્વરૂપ નિયંત્રણમાં મુશ્કેલી:

માઇક્રોપાઇપ્સ, પોલીમોર્ફિક સમાવેશ, અવ્યવસ્થા અને અન્ય ખામી વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા દરમિયાન થવાની સંભાવના છે, અને તેઓ એકબીજાને અસર કરે છે અને વિકસિત કરે છે. માઇક્રોપાઇપ્સ (MP) એ ઘણા માઇક્રોનથી દસ માઇક્રોન સુધીના કદ સાથેના થ્રુ-ટાઇપ ખામીઓ છે, જે ઉપકરણોની ખૂની ખામી છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સમાં 200 થી વધુ વિવિધ ક્રિસ્ટલ સ્વરૂપોનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ માત્ર થોડા ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર્સ (4H પ્રકાર) ઉત્પાદન માટે જરૂરી સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે. વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા દરમિયાન ક્રિસ્ટલ સ્વરૂપનું રૂપાંતર થવું સરળ છે, જેના પરિણામે બહુરૂપી સમાવેશની ખામીઓ થાય છે. તેથી, સિલિકોન-કાર્બન ગુણોત્તર, વૃદ્ધિ તાપમાન ઢાળ, ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ દર અને હવાના પ્રવાહના દબાણ જેવા પરિમાણોને સચોટપણે નિયંત્રિત કરવું જરૂરી છે. વધુમાં, સિલિકોન કાર્બાઈડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથના થર્મલ ફિલ્ડમાં તાપમાનનો ઢાળ છે, જે ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા દરમિયાન મૂળ આંતરિક તણાવ અને પરિણામી અવ્યવસ્થા (બેઝલ પ્લેન ડિસલોકેશન BPD, સ્ક્રુ ડિસલોકેશન TSD, એજ ડિસલોકેશન TED) તરફ દોરી જાય છે, જેનાથી અનુગામી એપિટેક્સી અને ઉપકરણોની ગુણવત્તા અને પ્રદર્શનને અસર કરે છે.

(3) મુશ્કેલ ડોપિંગ નિયંત્રણ:

દિશાત્મક ડોપિંગ સાથે વાહક સ્ફટિક મેળવવા માટે બાહ્ય અશુદ્ધિઓની રજૂઆતને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવી આવશ્યક છે;

(4) ધીમો વિકાસ દર:

સિલિકોન કાર્બાઇડનો વિકાસ દર ઘણો ધીમો છે. પરંપરાગત સિલિકોન સામગ્રીને ક્રિસ્ટલ સળિયા બનવા માટે માત્ર 3 દિવસની જરૂર હોય છે, જ્યારે સિલિકોન કાર્બાઇડ ક્રિસ્ટલ સળિયાને 7 દિવસની જરૂર હોય છે. આ સિલિકોન કાર્બાઇડની કુદરતી રીતે ઓછી ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અને અત્યંત મર્યાદિત આઉટપુટ તરફ દોરી જાય છે.

બીજી બાજુ, સિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિના પરિમાણો અત્યંત માંગ છે, જેમાં સાધનોની હવા-ચુસ્તતા, પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં ગેસના દબાણની સ્થિરતા, ગેસના પ્રવેશના સમયનું ચોક્કસ નિયંત્રણ, ગેસની ચોકસાઈનો સમાવેશ થાય છે. ગુણોત્તર, અને ડિપોઝિશન તાપમાનનું કડક સંચાલન. ખાસ કરીને, ઉપકરણના વોલ્ટેજ પ્રતિકાર સ્તરના સુધારણા સાથે, એપિટેક્સિયલ વેફરના મુખ્ય પરિમાણોને નિયંત્રિત કરવાની મુશ્કેલી નોંધપાત્ર રીતે વધી છે. વધુમાં, એપિટેક્સિયલ સ્તરની જાડાઈમાં વધારો થવા સાથે, પ્રતિકારકતાની એકરૂપતાને કેવી રીતે નિયંત્રિત કરવી અને જાડાઈને સુનિશ્ચિત કરતી વખતે ખામીની ઘનતાને કેવી રીતે ઘટાડવી તે બીજો મોટો પડકાર બની ગયો છે. ઇલેક્ટ્રિફાઇડ કંટ્રોલ સિસ્ટમમાં, ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા સેન્સર્સ અને એક્ટ્યુએટર્સને એકીકૃત કરવા જરૂરી છે જેથી કરીને ખાતરી કરી શકાય કે વિવિધ પરિમાણો ચોક્કસ અને સ્થિર રીતે નિયમન કરી શકાય. તે જ સમયે, નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન પણ નિર્ણાયક છે. તે સિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયામાં વિવિધ ફેરફારોને અનુકૂલન કરવા માટે પ્રતિસાદ સિગ્નલ અનુસાર વાસ્તવિક સમયમાં નિયંત્રણ વ્યૂહરચનાને સમાયોજિત કરવામાં સક્ષમ હોવું જરૂરી છે.

માં મુખ્ય મુશ્કેલીઓસિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટઉત્પાદન: