Որո՞նք են սիլիցիումի կարբիդի բյուրեղյա աճի վառարանի տեխնիկական դժվարությունները:

Բյուրեղների աճի վառարանը հիմնական սարքավորումն էսիլիցիումի կարբիդբյուրեղների աճ: Այն նման է ավանդական բյուրեղային սիլիցիումի բյուրեղյա աճեցման վառարանին: Վառարանի կառուցվածքը շատ բարդ չէ: Այն հիմնականում բաղկացած է վառարանի մարմնից, ջեռուցման համակարգից, կծիկի փոխանցման մեխանիզմից, վակուումի ձեռքբերման և չափման համակարգից, գազի ուղիների համակարգից, հովացման համակարգից, կառավարման համակարգից և այլն: Ջերմային դաշտը և գործընթացի պայմանները որոշում են հիմնական ցուցանիշները:սիլիցիումի կարբիդ բյուրեղինչպես որակը, չափը, հաղորդունակությունը և այլն:

Մի կողմից, ջերմաստիճանը աճի ժամանակսիլիցիումի կարբիդ բյուրեղշատ բարձր է և հնարավոր չէ վերահսկել: Հետևաբար, հիմնական դժվարությունը բուն գործընթացի մեջ է: Հիմնական դժվարությունները հետևյալն են.

(1) Ջերմային դաշտի վերահսկման դժվարություն.

Փակ բարձր ջերմաստիճանի խոռոչի մոնիտորինգը դժվար է և անվերահսկելի։ Ի տարբերություն ավանդական սիլիցիումի վրա հիմնված լուծույթի ուղղակի ձգման բյուրեղների աճեցման սարքավորումների բարձր աստիճանի ավտոմատացման և դիտարկելի և վերահսկելի բյուրեղների աճի գործընթացով, սիլիցիումի կարբիդային բյուրեղները աճում են փակ տարածքում 2000℃ բարձր ջերմաստիճանի միջավայրում և աճի ջերմաստիճանում: արտադրության ընթացքում անհրաժեշտ է ճշգրիտ վերահսկել, ինչը դժվարացնում է ջերմաստիճանի վերահսկումը.

(2) Բյուրեղային ձևի վերահսկման դժվարություն.

Միկրոպողակներ, պոլիմորֆ ներդիրներ, տեղահանումներ և այլ թերություններ հակված են առաջանալու աճի գործընթացում, և նրանք ազդում և զարգանում են միմյանց վրա: Micropipes (MP) մի քանի միկրոնից մինչև տասնյակ միկրոն չափերով միջանցիկ թերություն են, որոնք սարքերի սպանիչ թերություններ են: Սիլիցիումի կարբիդի միաբյուրեղները ներառում են ավելի քան 200 տարբեր բյուրեղային ձևեր, բայց միայն մի քանի բյուրեղային կառուցվածքներ (4H տիպ) կիսահաղորդչային նյութեր են, որոնք անհրաժեշտ են արտադրության համար: Բյուրեղային ձևի փոխակերպումը հեշտ է տեղի ունենալ աճի գործընթացում, ինչը հանգեցնում է պոլիմորֆ ներառման թերությունների: Հետևաբար, անհրաժեշտ է ճշգրիտ վերահսկել այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են սիլիցիում-ածխածին հարաբերակցությունը, աճի ջերմաստիճանի գրադիենտը, բյուրեղների աճի արագությունը և օդի հոսքի ճնշումը: Բացի այդ, կա ջերմաստիճանի գրադիենտ սիլիցիումի կարբիդի միաբյուրեղային աճի ջերմային դաշտում, որը հանգեցնում է ներքին ներքին սթրեսի և առաջացած տեղահանումների (բազային հարթության տեղահանում BPD, պտուտակի տեղահանում TSD, եզրի տեղահանում TED) բյուրեղների աճի գործընթացում, դրանով իսկ ազդելով հետագա էպիտաքսիայի և սարքերի որակի և կատարման վրա:

(3) Դոպինգի դժվար հսկողություն.

Արտաքին կեղտերի ներմուծումը պետք է խստորեն վերահսկվի՝ ուղղորդված դոպինգով հաղորդիչ բյուրեղ ստանալու համար.

(4) Դանդաղ աճի տեմպ.

Սիլիցիումի կարբիդի աճի տեմպը շատ դանդաղ է: Ավանդական սիլիցիումային նյութերին անհրաժեշտ է ընդամենը 3 օր բյուրեղյա ձողի վերածվելու համար, մինչդեռ սիլիցիումի կարբիդային բյուրեղյա ձողերին՝ 7 օր: Սա հանգեցնում է սիլիցիումի կարբիդի արտադրության բնականաբար ավելի ցածր արդյունավետության և շատ սահմանափակ արտադրանքի:

Մյուս կողմից, սիլիցիումի կարբիդի էպիտաքսիալ աճի պարամետրերը չափազանց պահանջկոտ են, ներառյալ սարքավորումների հերմետիկությունը, ռեակցիայի խցիկում գազի ճնշման կայունությունը, գազի ներմուծման ժամանակի ճշգրիտ վերահսկումը, գազի ճշգրտությունը: հարաբերակցությունը և նստվածքի ջերմաստիճանի խիստ կառավարումը: Մասնավորապես, սարքի լարման դիմադրության մակարդակի բարելավմամբ զգալիորեն մեծացել է էպիտաքսիալ վաֆլի հիմնական պարամետրերը կառավարելու դժվարությունը: Բացի այդ, էպիտաքսիալ շերտի հաստության աճով, ինչպես վերահսկել դիմադրողականության միատեսակությունը և նվազեցնել թերության խտությունը՝ միաժամանակ հաստությունը ապահովելով, դարձել է ևս մեկ կարևոր մարտահրավեր: Էլեկտրաֆիկացված կառավարման համակարգում անհրաժեշտ է ինտեգրել բարձր ճշգրտության սենսորներ և մղիչներ՝ ապահովելու համար, որ տարբեր պարամետրերը կարող են ճշգրիտ և կայուն կարգավորվել: Միևնույն ժամանակ կարևոր է նաև կառավարման ալգորիթմի օպտիմալացումը։ Այն պետք է կարողանա իրական ժամանակում կարգավորել կառավարման ռազմավարությունը՝ համաձայն հետադարձ կապի ազդանշանի, որպեսզի հարմարվի սիլիցիումի կարբիդի էպիտաքսիալ աճի գործընթացի տարբեր փոփոխություններին:

Հիմնական դժվարություններըսիլիցիումի կարբիդի ենթաշերտարտադրություն: