Il-forn tat-tkabbir tal-kristall huwa t-tagħmir ewlieni għalkarbur tas-silikontkabbir tal-kristall. Huwa simili għall-forn tat-tkabbir tal-kristall ta 'grad tas-silikon kristallin tradizzjonali. L-istruttura tal-forn mhix ikkumplikata ħafna. Huwa magħmul prinċipalment minn korp ta 'forn, sistema ta' tisħin, mekkaniżmu ta 'trażmissjoni ta' kolja, sistema ta 'akkwist u kejl tal-vakwu, sistema ta' passaġġ tal-gass, sistema ta 'tkessiħ, sistema ta' kontroll, eċċ. Il-qasam termali u l-kundizzjonijiet tal-proċess jiddeterminaw l-indikaturi ewlenin ta 'kristall tal-karbur tas-silikonbħall-kwalità, id-daqs, il-konduttività u l-bqija.
Min-naħa waħda, it-temperatura matul it-tkabbir ta 'kristall tal-karbur tas-silikonhuwa għoli ħafna u ma jistax jiġi mmonitorjat. Għalhekk, id-diffikultà ewlenija tinsab fil-proċess innifsu. Id-diffikultajiet ewlenin huma kif ġej:
(1) Diffikultà fil-kontroll tal-kamp termali:
Il-monitoraġġ tal-kavità magħluqa ta 'temperatura għolja huwa diffiċli u inkontrollabbli. Differenti mit-tagħmir tradizzjonali tat-tkabbir tal-kristall li jiġbed dirett b'soluzzjoni tradizzjonali bbażata fuq is-silikon bi grad għoli ta 'awtomazzjoni u proċess ta' tkabbir tal-kristall osservabbli u kontrollabbli, il-kristalli tal-karbur tas-silikon jikbru fi spazju magħluq f'ambjent ta 'temperatura għolja 'l fuq minn 2,000 ℃, u t-temperatura tat-tkabbir jeħtieġ li jiġi kkontrollat b'mod preċiż matul il-produzzjoni, li jagħmel il-kontroll tat-temperatura diffiċli;
(2) Diffikultà fil-kontroll tal-forma tal-kristall:
Mikropipes, inklużjonijiet polimorfiċi, dislokazzjonijiet u difetti oħra huma suxxettibbli li jseħħu matul il-proċess tat-tkabbir, u jaffettwaw u jevolvu lil xulxin. Mikropipes (MP) huma difetti tat-tip permezz ta 'daqs ta' diversi mikroni għal għexieren ta 'mikroni, li huma difetti qattiel ta' apparati. Il-kristalli singoli tal-karbur tas-silikon jinkludu aktar minn 200 forma ta 'kristall differenti, iżda biss ftit strutturi tal-kristall (tip 4H) huma l-materjali semikondutturi meħtieġa għall-produzzjoni. It-trasformazzjoni tal-forma tal-kristall hija faċli li sseħħ matul il-proċess tat-tkabbir, li jirriżulta f'difetti ta 'inklużjoni polimorfika. Għalhekk, huwa meħtieġ li jiġu kkontrollati b'mod preċiż parametri bħall-proporzjon tas-silikon-karbonju, il-gradjent tat-temperatura tat-tkabbir, ir-rata tat-tkabbir tal-kristall, u l-pressjoni tal-fluss tal-arja. Barra minn hekk, hemm gradjent tat-temperatura fil-qasam termali tat-tkabbir tal-kristall wieħed tal-karbur tas-silikon, li jwassal għal stress intern indiġenu u d-dislokazzjonijiet li jirriżultaw (dislokazzjoni tal-pjan bażali BPD, dislokazzjoni tal-kamin TSD, dislokazzjoni tat-tarf TED) matul il-proċess tat-tkabbir tal-kristall, b'hekk li jaffettwaw il-kwalità u l-prestazzjoni ta 'epitaxi u apparat sussegwenti.
(3) Kontroll tad-doping diffiċli:
L-introduzzjoni ta 'impuritajiet esterni għandha tiġi kkontrollata b'mod strett biex jinkiseb kristall konduttiv b'doping direzzjonali;
(4) Rata ta' tkabbir bil-mod:
Ir-rata tat-tkabbir tal-karbur tas-silikon hija bil-mod ħafna. Materjali tas-silikon tradizzjonali jeħtieġu biss 3 ijiem biex jikbru f'virga tal-kristall, filwaqt li vireg tal-kristall tal-karbur tas-silikon jeħtieġu 7 ijiem. Dan iwassal għal effiċjenza tal-produzzjoni naturalment aktar baxxa tal-karbur tas-silikon u produzzjoni limitata ħafna.
Min-naħa l-oħra, il-parametri tat-tkabbir epitassjali tal-karbur tas-silikon huma estremament eżiġenti, inkluż l-issikkar tal-arja tat-tagħmir, l-istabbiltà tal-pressjoni tal-gass fil-kamra tar-reazzjoni, il-kontroll preċiż tal-ħin tal-introduzzjoni tal-gass, l-eżattezza tal-gass proporzjon, u l-ġestjoni stretta tat-temperatura tad-depożizzjoni. B'mod partikolari, bit-titjib tal-livell tar-reżistenza tal-vultaġġ tal-apparat, id-diffikultà li tikkontrolla l-parametri ewlenin tal-wejfer epitassiali żdiedet b'mod sinifikanti. Barra minn hekk, biż-żieda fil-ħxuna tas-saff epitassjali, kif tikkontrolla l-uniformità tar-reżistenza u tnaqqas id-densità tad-difett filwaqt li tiżgura li l-ħxuna saret sfida ewlenija oħra. Fis-sistema ta 'kontroll elettrifikata, huwa meħtieġ li jiġu integrati sensuri u attwaturi ta' preċiżjoni għolja biex jiġi żgurat li diversi parametri jistgħu jiġu regolati b'mod preċiż u stabbli. Fl-istess ħin, l-ottimizzazzjoni tal-algoritmu ta 'kontroll hija wkoll kruċjali. Jeħtieġ li jkun jista 'jaġġusta l-istrateġija ta' kontroll f'ħin reali skond is-sinjal ta 'feedback biex jadatta għal diversi bidliet fil-proċess tat-tkabbir epitassjali tal-karbur tas-silikon.
Diffikultajiet ewlenin filsottostrat tal-karbur tas-silikonmanifattura:
Ħin tal-post: Ġunju-07-2024