Кои се техничките тешкотии на печката за раст на кристали од силициум карбид?

Печката за раст на кристали е основната опрема засилициум карбидраст на кристали. Слична е на традиционалната печка за раст на кристали со кристален силициум. Структурата на печката не е многу комплицирана. Главно е составена од тело на печката, систем за греење, механизам за пренос на калем, систем за собирање и мерење на вакуум, систем за гасна патека, систем за ладење, систем за контрола итн. Термичкото поле и условите на процесот ги одредуваат клучните индикатори закристал од силициум карбидкако што се квалитет, големина, спроводливост и така натаму.

Од една страна, температурата за време на растот накристал од силициум карбиде многу висок и не може да се следи. Затоа, главната тешкотија лежи во самиот процес. Главните тешкотии се следниве:

(1) Тешкотија во контролата на термичкото поле:

Мониторингот на затворената шуплина со висока температура е тежок и неконтролиран. За разлика од традиционалната опрема за раст на кристали со директно повлекување на раствор на база на силициум, со висок степен на автоматизација и видлив и контролиран процес на раст на кристали, кристалите од силициум карбид растат во затворен простор во средина со висока температура над 2.000℃, а температурата на раст треба прецизно да се контролира за време на производството, што ја отежнува контролата на температурата;

(2) Тешкотии во контролата на кристалната форма:

Микроцевките, полиморфните инклузии, дислокациите и другите дефекти се склони да се појават за време на процесот на раст и тие меѓусебно влијаат и еволуираат. Микроцевките (MP) се дефекти од низок тип со големина од неколку микрони до десетици микрони, кои се дефекти-убијци на уредите. Монокристалите од силициум карбид вклучуваат повеќе од 200 различни кристални форми, но само неколку кристални структури (тип 4H) се полупроводнички материјали потребни за производство. Трансформацијата на кристалната форма лесно се јавува за време на процесот на раст, што резултира со полиморфни дефекти на инклузија. Затоа, потребно е прецизно да се контролираат параметрите како што се односот силициум-јаглерод, градиентот на температурата на раст, стапката на раст на кристалите и притисокот на протокот на воздух. Покрај тоа, постои температурен градиент во термичкото поле на растот на монокристалите од силициум карбид, што доведува до природен внатрешен стрес и резултирачките дислокации (дислокација на базалната рамнина BPD, дислокација на завртката TSD, дислокација на работ TED) за време на процесот на раст на кристалите, со што се влијае на квалитетот и перформансите на последователната епитаксија и уредите.

(3) Тешка контрола на допинг:

Внесувањето на надворешни нечистотии мора строго да се контролира за да се добие спроводлив кристал со насочено допирање;

(4) Бавна стапка на раст:

Стапката на раст на силициум карбидот е многу бавна. На традиционалните силициумски материјали им се потребни само 3 дена за да пораснат во кристална прачка, додека на кристалните прачки од силициум карбид им се потребни 7 дена. Ова води до природно пониска ефикасност на производството на силициум карбид и многу ограничено производство.

Од друга страна, параметрите на епитаксијалниот раст на силициум карбид се исклучително тешки, вклучувајќи ја херметичката непропустливост на опремата, стабилноста на притисокот на гасот во реакционата комора, прецизната контрола на времето на внесување гас, точноста на односот на гасот и строгото управување со температурата на таложење. Особено, со подобрувањето на нивото на отпор на напонот на уредот, тешкотијата за контрола на параметрите на јадрото на епитаксијалната плочка значително се зголеми. Покрај тоа, со зголемувањето на дебелината на епитаксијалниот слој, како да се контролира униформноста на отпорноста и да се намали густината на дефектите, а воедно да се обезбеди дебелина, стана уште еден голем предизвик. Во електрифицираниот систем за контрола, потребно е да се интегрираат сензори и актуатори со висока прецизност за да се обезбеди прецизно и стабилно регулирање на различни параметри. Во исто време, оптимизацијата на алгоритмот за контрола е исто така клучна. Треба да може да ја прилагоди стратегијата за контрола во реално време според сигналот за повратна информација за да се прилагоди на различните промени во процесот на епитаксијален раст на силициум карбид.

Главни тешкотии восупстрат од силициум карбидпроизводство: