결정성장로(Crystal Growth Furnace)는 결정성장의 핵심장비입니다.탄화규소결정 성장. 이는 전통적인 결정질 실리콘 등급 결정 성장로와 유사합니다. 퍼니스 구조는 그다지 복잡하지 않습니다. 이는 주로 노 본체, 가열 시스템, 코일 전송 메커니즘, 진공 획득 및 측정 시스템, 가스 경로 시스템, 냉각 시스템, 제어 시스템 등으로 구성됩니다. 열장 및 공정 조건에 따라 주요 지표가 결정됩니다.탄화 규소 결정품질, 크기, 전도성 등과 같은 것입니다.
한편, 성장하는 동안의 온도는탄화 규소 결정수치가 매우 높아 모니터링이 불가능합니다. 따라서 가장 큰 어려움은 프로세스 자체에 있습니다. 주요 어려움은 다음과 같습니다.
(1) 열장 제어의 어려움:
폐쇄된 고온 캐비티의 모니터링은 어렵고 제어할 수 없습니다. 높은 수준의 자동화와 관찰 및 제어 가능한 결정 성장 프로세스를 갖춘 기존의 실리콘 기반 솔루션 직접 풀 결정 성장 장비와 달리 탄화 규소 결정은 2,000℃ 이상의 고온 환경에서 밀폐된 공간에서 성장하고 성장 온도는 생산 중에 정밀하게 제어해야 하므로 온도 제어가 어렵습니다.
(2) 결정형 제어의 어려움:
마이크로파이프, 다형성 개재물, 전위 및 기타 결함은 성장 과정에서 발생하기 쉬우며 서로 영향을 미치고 진화합니다. 마이크로파이프(MP)는 수 마이크론에서 수십 마이크론 크기의 관통형 결함으로, 소자의 킬러 결함이다. 탄화규소 단결정은 200개 이상의 다양한 결정 형태를 포함하지만 생산에 필요한 반도체 재료는 소수의 결정 구조(4H 유형)에 불과합니다. 성장 과정에서 결정 형태 변형이 일어나기 쉬워 다형성 개재 결함이 발생합니다. 따라서 실리콘-탄소 비율, 성장 온도 구배, 결정 성장 속도, 공기 흐름 압력 등의 매개변수를 정확하게 제어하는 것이 필요합니다. 또한, 탄화규소 단결정 성장의 열장에는 온도 구배가 있어 결정 성장 과정에서 고유 내부 응력과 그에 따른 전위(기저면 전위 BPD, 나사 전위 TSD, 가장자리 전위 TED)가 발생하게 됩니다. 후속 에피택시 및 장치의 품질과 성능에 영향을 미칩니다.
(3) 어려운 도핑 관리:
방향성 도핑이 포함된 전도성 결정을 얻으려면 외부 불순물의 도입을 엄격하게 제어해야 합니다.
(4) 느린 성장률:
탄화규소의 성장 속도는 매우 느립니다. 기존의 실리콘 소재는 수정 막대로 성장하는 데 3일만 소요되는 반면, 탄화 규소 수정 막대는 7일이 필요합니다. 이로 인해 탄화규소의 생산 효율이 자연스럽게 낮아지고 생산량이 매우 제한됩니다.
반면, 탄화규소 에피택셜 성장의 매개변수는 장비의 기밀성, 반응 챔버 내 가스 압력의 안정성, 가스 도입 시간의 정밀한 제어, 가스의 정확성 등 매우 까다롭습니다. 비율, 증착 온도의 엄격한 관리. 특히, 소자의 전압 저항 수준이 향상됨에 따라 에피택셜 웨이퍼의 핵심 매개변수를 제어하는 어려움이 크게 증가했습니다. 또한, 에피택시층의 두께가 증가함에 따라 어떻게 저항률의 균일성을 제어하고, 두께를 확보하면서 결함밀도를 감소시킬 것인가가 또 다른 주요 과제가 되었다. 전기 제어 시스템에서는 다양한 매개변수를 정확하고 안정적으로 조절할 수 있도록 고정밀 센서와 액추에이터를 통합해야 합니다. 동시에 제어 알고리즘의 최적화도 중요합니다. 실리콘 카바이드 에피택셜 성장 공정의 다양한 변화에 적응하려면 피드백 신호에 따라 실시간으로 제어 전략을 조정할 수 있어야 합니다.
주요 어려움탄화 규소 기판조작:
게시 시간: 2024년 6월 7일