සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික වර්ධන උදුනෙහි තාක්ෂණික දුෂ්කරතා මොනවාද?

ස්ඵටික වර්ධන උදුන යනු මූලික උපකරණ වේසිලිකන් කාබයිඩ්ස්ඵටික වර්ධනය. එය සාම්ප්රදායික ස්ඵටික සිලිකන් ශ්රේණියේ ස්ඵටික වර්ධන උදුනට සමාන වේ. උදුන ව්යුහය ඉතා සංකීර්ණ නොවේ. එය ප්‍රධාන වශයෙන් උදුන ශරීරය, තාපන පද්ධතිය, දඟර සම්ප්‍රේෂණ යාන්ත්‍රණය, රික්තය අත්පත් කර ගැනීම සහ මිනුම් පද්ධතිය, ගෑස් මාර්ග පද්ධතිය, සිසිලන පද්ධතිය, පාලන පද්ධතිය, ආදියෙන් සමන්විත වේ. තාප ක්ෂේත්‍රය සහ ක්‍රියාවලි තත්ත්වයන් ප්‍රධාන දර්ශක තීරණය කරයි.සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටිකගුණාත්මකභාවය, ප්රමාණය, සන්නායකතාවය සහ යනාදිය වැනි.

එක් අතකින්, වර්ධනය තුළ උෂ්ණත්වයසිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටිකඉතා ඉහළ වන අතර නිරීක්ෂණය කළ නොහැක. එමනිසා, ප්රධාන දුෂ්කරතාවය ක්රියාවලිය තුළම පවතී. ප්රධාන දුෂ්කරතා පහත පරිදි වේ:

(1) තාප ක්ෂේත්‍ර පාලනයේ දුෂ්කරතා: සංවෘත අධි-උෂ්ණත්ව කුහරය නිරීක්ෂණය කිරීම අපහසු සහ පාලනය කළ නොහැකි ය. ඉහළ මට්ටමේ ස්වයංක්‍රීයකරණයක් සහ නිරීක්ෂණය කළ හැකි සහ පාලනය කළ හැකි ස්ඵටික වර්ධන ක්‍රියාවලියක් සහිත සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් පාදක ද්‍රාවණ සෘජු-අදින්න ස්ඵටික වර්ධන උපකරණවලට වඩා වෙනස්, සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික 2,000℃ ට වැඩි ඉහළ උෂ්ණත්ව පරිසරයක සංවෘත අවකාශයක වර්ධනය වන අතර වර්ධන උෂ්ණත්වය නිෂ්පාදනයේදී නිශ්චිතවම පාලනය කළ යුතු අතර, උෂ්ණත්වය පාලනය කිරීම අපහසු වේ;

(2) ස්ඵටික ආකාර පාලනය කිරීමේ අපහසුව: ක්ෂුද්‍ර පයිප්ප, බහුරූපී ඇතුළත් කිරීම්, අවතැන්වීම් සහ අනෙකුත් දෝෂ වර්ධන ක්‍රියාවලියේදී සිදුවීමට ඉඩ ඇති අතර ඒවා එකිනෙකට බලපාන අතර පරිණාමය වේ. ක්ෂුද්‍ර පයිප්ප (MP) යනු මයික්‍රෝන කිහිපයක සිට මයික්‍රෝන දස ගණනක ප්‍රමාණයකින් යුත් හරහා-වර්ගයේ දෝෂ වන අතර ඒවා උපාංගවල ඝාතක දෝෂ වේ. සිලිකන් කාබයිඩ් තනි ස්ඵටිකවල විවිධ ස්ඵටික ආකාර 200 කට වඩා ඇතුළත් වේ, නමුත් නිෂ්පාදනය සඳහා අවශ්ය අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය වන්නේ ස්ඵටික ව්යුහයන් (4H වර්ගය) කිහිපයක් පමණි. වර්ධන ක්‍රියාවලියේදී ස්ඵටික ආකාරයෙන් පරිවර්තනය වීම පහසු වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බහුරූපී ඇතුළත් කිරීමේ දෝෂ ඇතිවේ. එබැවින්, සිලිකන්-කාබන් අනුපාතය, වර්ධන උෂ්ණත්ව අනුක්රමය, ස්ඵටික වර්ධන වේගය සහ වායු ප්රවාහ පීඩනය වැනි පරාමිතීන් නිවැරදිව පාලනය කිරීම අවශ්ය වේ. මීට අමතරව, සිලිකන් කාබයිඩ් තනි ස්ඵටික වර්ධනයේ තාප ක්ෂේත්‍රයේ උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමයක් ඇති අතර, එමඟින් දේශීය අභ්‍යන්තර ආතතිය සහ එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ස්ඵටික වර්ධන ක්‍රියාවලියේදී ඇතිවන විස්ථාපන (බාසල් තලය විස්ථාපනය BPD, ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය TSD, දාර විස්ථාපනය TED) ඇතිවේ. පසුකාලීන epitaxy සහ උපාංගවල ගුණාත්මකභාවය සහ කාර්ය සාධනය කෙරෙහි බලපායි.

(3) අපහසු මාත්‍රණ පාලනය: දිශානුගත උත්තේජක සමඟ සන්නායක ස්ඵටිකයක් ලබා ගැනීම සඳහා බාහිර අපද්රව්ය හඳුන්වාදීම දැඩි ලෙස පාලනය කළ යුතුය;

(4) මන්දගාමී වර්ධන වේගය: සිලිකන් කාබයිඩ් වර්ධන වේගය ඉතා මන්දගාමී වේ. සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් ද්‍රව්‍ය පළිඟු දණ්ඩක් දක්වා වර්ධනය වීමට දින 3ක් පමණක් අවශ්‍ය වන අතර සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික දඬු සඳහා දින 7ක් අවශ්‍ය වේ. මෙය සිලිකන් කාබයිඩ් ස්වභාවිකව අඩු නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ ඉතා සීමිත ප්රතිදානයක් ඇති කරයි.

අනෙක් අතට, උපකරණවල වාතය තද බව, ප්‍රතික්‍රියා කුටියේ වායු පීඩනයේ ස්ථායිතාව, ගෑස් හඳුන්වාදීමේ කාලය නිවැරදිව පාලනය කිරීම, වායුවේ නිරවද්‍යතාවය ඇතුළුව සිලිකන් කාබයිඩ් එපිටාක්සියල් වර්ධනයේ පරාමිතීන් අතිශයින් ඉල්ලුමක් පවතී. අනුපාතය, සහ තැන්පත් උෂ්ණත්වයේ දැඩි කළමනාකරණය. විශේෂයෙන්ම, උපාංගයේ වෝල්ටීයතා ප්රතිරෝධක මට්ටම වැඩිදියුණු කිරීමත් සමග, epitaxial වේෆරයේ මූලික පරාමිතීන් පාලනය කිරීමේ දුෂ්කරතාවය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වී ඇත. මීට අමතරව, epitaxial ස්ථරයේ ඝනකම වැඩිවීමත් සමඟම, ප්‍රතිරෝධයේ ඒකාකාරිත්වය පාලනය කර දෝෂ ඝනත්වය අඩු කරන අතරම ඝනකම සහතික කර ගන්නේ කෙසේද යන්න තවත් ප්‍රධාන අභියෝගයක් වී ඇත. විද්‍යුත් පාලන පද්ධතිය තුළ, විවිධ පරාමිතීන් නිවැරදිව හා ස්ථායීව නියාමනය කළ හැකි බව සහතික කිරීම සඳහා ඉහළ නිරවද්‍ය සංවේදක සහ ක්‍රියාකරුවන් ඒකාබද්ධ කිරීම අවශ්‍ය වේ. ඒ අතරම, පාලන ඇල්ගොරිතමයේ ප්රශස්තකරණය ද තීරනාත්මක වේ. සිලිකන් කාබයිඩ් epitaxial වර්ධන ක්‍රියාවලියේ විවිධ වෙනස්කම් වලට අනුවර්තනය වීමට ප්‍රතිපෝෂණ සංඥාව අනුව තථ්‍ය කාලීන පාලන උපාය මාර්ගය සකස් කිරීමට එයට හැකි විය යුතුය.

ප්රධාන දුෂ්කරතාසිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරයනිෂ්පාදනය: