सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसच्या तांत्रिक अडचणी काय आहेत?

क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेस हे मुख्य उपकरण आहेसिलिकॉन कार्बाइडक्रिस्टल वाढ. हे पारंपारिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन ग्रेड क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेससारखे आहे. भट्टीची रचना फार क्लिष्ट नाही. हे प्रामुख्याने फर्नेस बॉडी, हीटिंग सिस्टम, कॉइल ट्रान्समिशन मेकॅनिझम, व्हॅक्यूम अधिग्रहण आणि मापन प्रणाली, गॅस पाथ सिस्टम, कूलिंग सिस्टम, कंट्रोल सिस्टम इत्यादींनी बनलेले आहे. थर्मल फील्ड आणि प्रक्रिया परिस्थिती मुख्य निर्देशक निर्धारित करतात.सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टलजसे की गुणवत्ता, आकार, चालकता इ.

एकीकडे, वाढ दरम्यान तापमानसिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टलखूप उच्च आहे आणि त्याचे परीक्षण केले जाऊ शकत नाही. म्हणून, मुख्य अडचण प्रक्रियेतच आहे. मुख्य अडचणी खालीलप्रमाणे आहेत:

(१) थर्मल फील्ड कंट्रोलमध्ये अडचण:

बंद उच्च-तापमान पोकळीचे निरीक्षण करणे कठीण आणि अनियंत्रित आहे. पारंपारिक सिलिकॉन-आधारित सोल्यूशन डायरेक्ट-पुल क्रिस्टल ग्रोथ इक्विपमेंटपेक्षा जास्त ऑटोमेशन आणि निरीक्षण करण्यायोग्य आणि नियंत्रण करण्यायोग्य क्रिस्टल ग्रोथ इक्विपमेंट, सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल्स बंद जागेत 2,000 ℃ वरील उच्च-तापमान वातावरणात वाढतात आणि वाढीचे तापमान उत्पादनादरम्यान तंतोतंत नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे तापमान नियंत्रण कठीण होते;

(२) क्रिस्टल फॉर्म नियंत्रणात अडचण:

मायक्रोपाइप्स, बहुरूपी समावेश, विस्थापन आणि इतर दोष वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान उद्भवू शकतात आणि ते एकमेकांना प्रभावित करतात आणि विकसित करतात. मायक्रोपाइप्स (MP) हे अनेक मायक्रॉन ते दहा मायक्रॉनच्या आकाराचे थ्रू-टाइप दोष आहेत, जे उपकरणांचे किलर दोष आहेत. सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल्समध्ये 200 पेक्षा जास्त वेगवेगळ्या क्रिस्टल्सचा समावेश होतो, परंतु केवळ काही क्रिस्टल स्ट्रक्चर्स (4H प्रकार) उत्पादनासाठी आवश्यक अर्धसंवाहक सामग्री आहेत. वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान क्रिस्टल फॉर्मचे रूपांतर होणे सोपे आहे, परिणामी बहुरूपी समावेशन दोष निर्माण होतात. म्हणून, सिलिकॉन-कार्बन गुणोत्तर, वाढ तापमान ग्रेडियंट, क्रिस्टल वाढीचा दर आणि हवेचा प्रवाह दाब यासारख्या पॅरामीटर्सचे अचूक नियंत्रण करणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल ग्रोथच्या थर्मल फील्डमध्ये तापमान ग्रेडियंट आहे, ज्यामुळे क्रिस्टल वाढीच्या प्रक्रियेदरम्यान मूळ अंतर्गत ताण आणि परिणामी विघटन (बेसल प्लेन डिस्लोकेशन बीपीडी, स्क्रू डिस्लोकेशन टीएसडी, एज डिसलोकेशन टीईडी) होते. त्यानंतरच्या एपिटॅक्सी आणि उपकरणांची गुणवत्ता आणि कार्यप्रदर्शन प्रभावित करते.

(३) कठीण डोपिंग नियंत्रण:

दिशात्मक डोपिंगसह प्रवाहकीय क्रिस्टल प्राप्त करण्यासाठी बाह्य अशुद्धतेचा परिचय कठोरपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे;

(4) मंद वाढीचा दर:

सिलिकॉन कार्बाइडचा वाढीचा वेग अतिशय मंद आहे. पारंपारिक सिलिकॉन सामग्रीला क्रिस्टल रॉड बनण्यासाठी फक्त 3 दिवस लागतात, तर सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल रॉडला 7 दिवस लागतात. यामुळे सिलिकॉन कार्बाइडची नैसर्गिकरित्या कमी उत्पादन कार्यक्षमता आणि अत्यंत मर्यादित उत्पादन होते.

दुसरीकडे, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल ग्रोथचे मापदंड अत्यंत मागणीचे आहेत, ज्यामध्ये उपकरणांची हवा घट्टपणा, प्रतिक्रिया कक्षातील वायूच्या दाबाची स्थिरता, गॅसच्या प्रवेशाच्या वेळेचे अचूक नियंत्रण, वायूची अचूकता यांचा समावेश होतो. प्रमाण, आणि जमा तापमानाचे कठोर व्यवस्थापन. विशेषतः, डिव्हाइसच्या व्होल्टेज प्रतिरोधक पातळीच्या सुधारणेसह, एपिटॅक्सियल वेफरच्या कोर पॅरामीटर्सवर नियंत्रण ठेवण्याची अडचण लक्षणीय वाढली आहे. याव्यतिरिक्त, एपिटॅक्सियल लेयरची जाडी वाढल्याने, प्रतिरोधकतेची एकसमानता कशी नियंत्रित करायची आणि जाडीची खात्री करताना दोष घनता कमी कशी करायची हे आणखी एक मोठे आव्हान बनले आहे. विद्युतीकृत नियंत्रण प्रणालीमध्ये, विविध पॅरामीटर्स अचूकपणे आणि स्थिरपणे नियंत्रित केले जाऊ शकतात याची खात्री करण्यासाठी उच्च-परिशुद्धता सेन्सर्स आणि ॲक्ट्युएटर्स एकत्रित करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, नियंत्रण अल्गोरिदमचे ऑप्टिमायझेशन देखील महत्त्वपूर्ण आहे. सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल वाढ प्रक्रियेतील विविध बदलांशी जुळवून घेण्यासाठी फीडबॅक सिग्नलनुसार रिअल टाइममध्ये नियंत्रण धोरण समायोजित करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.

मध्ये मुख्य अडचणीसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटउत्पादन: