A kristálynövesztő kemence a fő berendezésszilícium-karbidkristálynövekedés. Hasonló a hagyományos kristályos szilícium minőségű kristálynövesztő kemencéhez. A kemence szerkezete nem túl bonyolult. Főleg kemencetestből, fűtőrendszerből, tekercs-átviteli mechanizmusból, vákuumgyűjtő és mérőrendszerből, gázútrendszerből, hűtőrendszerből, vezérlőrendszerből stb. áll. A hőtér és a folyamat körülményei határozzák meg a fő mutatókat.szilícium-karbid kristálymint a minőség, méret, vezetőképesség és így tovább.
Egyrészt a hőmérséklet a növekedés soránszilícium-karbid kristálynagyon magas és nem ellenőrizhető. Ezért a fő nehézség magában a folyamatban rejlik. A fő nehézségek a következők:
(1) A termikus térszabályozás nehézségei: A zárt, magas hőmérsékletű üreg monitorozása nehézkes és ellenőrizhetetlen. A hagyományos szilícium alapú megoldású, közvetlen húzású kristálynövesztő berendezéstől eltérően, magas fokú automatizálással és megfigyelhető és szabályozható kristálynövekedési folyamattal, a szilícium-karbid kristályok zárt térben, 2000 ℃ feletti magas hőmérsékletű környezetben, és a növekedési hőmérsékleten nőnek. pontosan ellenőrizni kell a gyártás során, ami megnehezíti a hőmérséklet szabályozását;
(2) Nehézségek a kristályforma szabályozásában: mikrocsövek, polimorf zárványok, diszlokációk és egyéb hibák hajlamosak a növekedési folyamat során előfordulni, amelyek egymásra hatnak és fejlődnek. A mikrocsövek (MP) több mikrontól több tíz mikronig terjedő átmenő típusú hibák, amelyek az eszközök gyilkos hibái. A szilícium-karbid egykristályok több mint 200 különböző kristályformát tartalmaznak, de csak néhány kristályszerkezet (4H típusú) a gyártáshoz szükséges félvezető anyag. A növekedési folyamat során könnyen bekövetkezik a kristályforma átalakulása, ami polimorf zárványhibákat eredményez. Ezért szükséges az olyan paraméterek pontos szabályozása, mint a szilícium-szén arány, a növekedési hőmérséklet gradiens, a kristálynövekedés sebessége és a légáramlási nyomás. Ezenkívül a szilícium-karbid egykristálynövekedés termikus mezőjében hőmérsékleti gradiens van, amely a kristálynövekedési folyamat során natív belső feszültséghez és az ebből eredő diszlokációkhoz (alapsík-diszlokáció BPD, csavaros diszlokáció TSD, éldiszlokáció TED) vezet, ezáltal befolyásolja a későbbi epitaxia és eszközök minőségét és teljesítményét.
(3) Nehéz doppingellenőrzés: A külső szennyeződések bejutását szigorúan ellenőrizni kell, hogy irányított adalékkal rendelkező, vezetőképes kristályt kapjunk;
(4) Lassú növekedési ütem: A szilícium-karbid növekedési üteme nagyon lassú. A hagyományos szilícium anyagoknak mindössze 3 napra van szükségük ahhoz, hogy kristályrúddá nőjenek, míg a szilícium-karbid kristályrudaknak 7 napra van szükségük. Ez természetesen alacsonyabb szilícium-karbid termelési hatékonyságot és nagyon korlátozott teljesítményt eredményez.
Másrészt a szilícium-karbid epitaxiális növekedés paraméterei rendkívül igényesek, beleértve a berendezés légtömörségét, a gáznyomás stabilitását a reakciókamrában, a gázbevezetési idő pontos szabályozását, a gáz pontosságát. arány és a lerakódási hőmérséklet szigorú szabályozása. Különösen az eszköz feszültségellenállási szintjének javulásával nőtt jelentősen az epitaxiális lapka alapvető paramétereinek szabályozási nehézségei. Ezen túlmenően, az epitaxiális réteg vastagságának növekedésével egy másik nagy kihívássá vált az ellenállás egyenletességének szabályozása és a hibasűrűség csökkentése a vastagság biztosítása mellett. A villamosított vezérlőrendszerbe nagy pontosságú érzékelők és aktuátorok integrálása szükséges, hogy a különböző paraméterek pontosan és stabilan szabályozhatók legyenek. Ugyanakkor a vezérlési algoritmus optimalizálása is kulcsfontosságú. Képesnek kell lennie a vezérlési stratégia valós időben történő beállítására a visszacsatoló jelnek megfelelően, hogy alkalmazkodjon a szilícium-karbid epitaxiális növekedési folyamatának különböző változásaihoz.
A fő nehézségekszilícium-karbid hordozógyártás:
Feladás időpontja: 2024-07-07