Кристаллды өсіру пеші негізгі жабдық болып табыладыкремний карбидікристалдық өсу. Ол дәстүрлі кристалды кремнийлі кристалды өсіретін пешке ұқсас. Пештің құрылымы өте күрделі емес. Ол негізінен пеш корпусынан, жылыту жүйесінен, катушкаларды беру механизмінен, вакуумды алу және өлшеу жүйесінен, газ жолы жүйесінен, салқындату жүйесінен, басқару жүйесінен және т.б. тұрады. Жылу өрісі және технологиялық процесс шарттары негізгі көрсеткіштерді анықтайды.кремний карбидінің кристалысапасы, өлшемі, өткізгіштігі және т.б.
Бір жағынан, өсу кезінде температуракремний карбидінің кристалыөте жоғары және оны бақылау мүмкін емес. Сондықтан негізгі қиындық процестің өзінде жатыр. Негізгі қиындықтар келесідей:
(1) Жылу өрісін басқарудағы қиындықтар:
Жабық жоғары температуралы қуысты бақылау қиын және бақылаусыз. Кремний негізіндегі ерітіндінің тікелей тартылатын кристалды өсіру жабдығынан айырмашылығы, жоғары автоматтандыру дәрежесі және бақыланатын және басқарылатын кристалды өсу процесі, кремний карбиді кристалдары 2000 ℃ жоғары температуралық ортада жабық кеңістікте өседі және өсу температурасы өндіріс кезінде нақты бақылау қажет, бұл температураны бақылауды қиындатады;
(2) Кристалл пішінін бақылаудағы қиындықтар:
Микроқұбырлар, полиморфты қосындылар, дислокациялар және басқа ақаулар өсу процесінде пайда болады және олар бір-біріне әсер етеді және дамытады. Микроқұбырлар (МП) өлшемдері бірнеше микроннан ондаған микронға дейінгі өтпелі типті ақаулар болып табылады, бұл құрылғылардың өлтіретін ақаулары. Кремний карбидінің монокристалдары 200-ден астам әртүрлі кристалдық пішіндерді қамтиды, бірақ өндіріс үшін қажетті жартылай өткізгіш материалдардың аз ғана кристалдық құрылымдары (4H түрі) болып табылады. Кристалл түрінің өзгеруі өсу процесінде оңай жүреді, нәтижесінде полиморфты қосу ақаулары пайда болады. Сондықтан кремний-көміртек қатынасы, өсу температурасының градиенті, кристалдың өсу жылдамдығы және ауа ағынының қысымы сияқты параметрлерді дәл бақылау қажет. Сонымен қатар, кремний карбидінің монокристалының өсу термиялық өрісінде температуралық градиент бар, ол нативті ішкі кернеуге және кристалдардың өсу процесі кезінде пайда болатын дислокацияларға (базальды жазықтық дислокация BPD, бұрандалы дислокация TSD, жиек дислокациясы TED) әкеледі, осылайша кейінгі эпитаксистер мен құрылғылардың сапасы мен өнімділігіне әсер етеді.
(3) Күрделі допинг-бақылау:
Бағытталған қоспасы бар өткізгіш кристалды алу үшін сыртқы қоспаларды енгізуді қатаң бақылау керек;
(4) Баяу өсу қарқыны:
Кремний карбидінің өсу қарқыны өте баяу. Дәстүрлі кремний материалдары кристалды таяқшаға айналу үшін небәрі 3 күн қажет, ал кремний карбиді кристалды таяқшалар 7 күнді қажет етеді. Бұл кремний карбидінің табиғи төмен өндірістік тиімділігіне және өте шектеулі өнімге әкеледі.
Екінші жағынан, кремний карбидінің эпитаксиалды өсу параметрлері өте талап етеді, оның ішінде жабдықтың ауа өткізбейтіндігі, реакция камерасындағы газ қысымының тұрақтылығы, газды енгізу уақытын дәл бақылау, газдың дәлдігі. қатынасы және тұндыру температурасын қатаң басқару. Атап айтқанда, құрылғының кернеуге төзімділік деңгейінің жақсаруымен эпитаксиалды пластинаның негізгі параметрлерін басқарудың қиындықтары айтарлықтай өсті. Сонымен қатар, эпитаксиалды қабаттың қалыңдығының ұлғаюымен, қалыңдығын қамтамасыз ете отырып, кедергінің біркелкілігін бақылау және ақау тығыздығын азайту жолы тағы бір маңызды мәселе болды. Электрлендірілген басқару жүйесінде әртүрлі параметрлердің дәл және тұрақты реттелуін қамтамасыз ету үшін жоғары дәлдіктегі датчиктер мен жетектерді біріктіру қажет. Сонымен бірге басқару алгоритмін оңтайландыру да шешуші мәнге ие. Ол кремний карбидінің эпитаксиалды өсу процесіндегі әртүрлі өзгерістерге бейімделу үшін кері байланыс сигналына сәйкес нақты уақытта басқару стратегиясын реттей алуы керек.
Негізгі қиындықтаркремний карбиді субстратөндіріс:
Жіберу уақыты: 07 маусым 2024 ж