Pec na rast kryštálov je základným vybavenímkarbid kremíkarast kryštálov. Je podobná tradičnej peci na rast kryštálov kryštalického kremíka. Štruktúra pece nie je príliš komplikovaná. Skladá sa hlavne z telesa pece, vykurovacieho systému, mechanizmu na prenos cievky, systému získavania a merania vákua, systému cesty plynu, chladiaceho systému, riadiaceho systému atď. Tepelné pole a podmienky procesu určujú kľúčové ukazovatelekryštál karbidu kremíkaako je kvalita, veľkosť, vodivosť atď.
Na jednej strane teplota počas rastukryštál karbidu kremíkaje veľmi vysoká a nedá sa monitorovať. Preto hlavný problém spočíva v samotnom procese. Hlavné ťažkosti sú nasledovné:
(1) Ťažkosti s kontrolou tepelného poľa:
Monitorovanie uzavretej vysokoteplotnej dutiny je náročné a nekontrolovateľné. Na rozdiel od tradičného zariadenia na rast kryštálov s priamym ťahaním na báze kremíka s vysokým stupňom automatizácie a pozorovateľným a kontrolovateľným procesom rastu kryštálov rastú kryštály karbidu kremíka v uzavretom priestore vo vysokoteplotnom prostredí nad 2 000 ℃ a pri teplote rastu počas výroby je potrebné presne kontrolovať, čo sťažuje kontrolu teploty;
(2) Ťažkosti s kontrolou kryštalickej formy:
Mikropipe, polymorfné inklúzie, dislokácie a iné defekty sú náchylné na výskyt počas procesu rastu a navzájom sa ovplyvňujú a vyvíjajú. Mikrorúrky (MP) sú defekty priechodného typu s veľkosťou niekoľkých mikrónov až desiatok mikrónov, ktoré sú vražednými defektmi zariadení. Monokryštály karbidu kremíka zahŕňajú viac ako 200 rôznych kryštálových foriem, ale len niekoľko kryštálových štruktúr (typ 4H) sú polovodičové materiály potrebné na výrobu. Transformácia kryštalickej formy sa ľahko vyskytuje počas procesu rastu, čo vedie k defektom polymorfných inklúzií. Preto je potrebné presne kontrolovať parametre, ako je pomer kremíka a uhlíka, gradient teploty rastu, rýchlosť rastu kryštálov a tlak prúdenia vzduchu. Okrem toho existuje teplotný gradient v tepelnom poli rastu monokryštálov karbidu kremíka, čo vedie k prirodzenému vnútornému stresu a výsledným dislokáciám (dislokácia v bazálnej rovine BPD, dislokácia skrutky TSD, dislokácia hrany TED) počas procesu rastu kryštálov, čím ovplyvňujúce kvalitu a výkon následnej epitaxie a prístrojov.
(3) Náročná dopingová kontrola:
Vnášanie vonkajších nečistôt musí byť prísne kontrolované, aby sa získal vodivý kryštál so smerovým dotovaním;
(4) Pomalé tempo rastu:
Rýchlosť rastu karbidu kremíka je veľmi pomalá. Tradičné kremíkové materiály potrebujú len 3 dni, aby vyrástli na kryštálovú tyčinku, zatiaľ čo kryštálové tyčinky z karbidu kremíka potrebujú 7 dní. To vedie k prirodzene nižšej účinnosti výroby karbidu kremíka a veľmi obmedzenému výkonu.
Na druhej strane, parametre epitaxného rastu karbidu kremíka sú mimoriadne náročné, vrátane vzduchotesnosti zariadenia, stability tlaku plynu v reakčnej komore, presného riadenia času zavádzania plynu, presnosti plynu. pomer a prísne riadenie teploty usadzovania. Najmä so zlepšením úrovne napäťového odporu zariadenia sa výrazne zvýšila náročnosť ovládania základných parametrov epitaxného plátku. Okrem toho, s nárastom hrúbky epitaxnej vrstvy, ako kontrolovať rovnomernosť odporu a znížiť hustotu defektov pri zabezpečení hrúbky sa stalo ďalšou veľkou výzvou. V elektrifikovanom riadiacom systéme je potrebné integrovať vysoko presné snímače a akčné členy, aby bolo možné presne a stabilne regulovať rôzne parametre. Zároveň je dôležitá aj optimalizácia riadiaceho algoritmu. Musí byť schopný upraviť stratégiu riadenia v reálnom čase podľa signálu spätnej väzby, aby sa prispôsobil rôznym zmenám v procese epitaxného rastu karbidu kremíka.
Hlavné ťažkosti vsubstrát z karbidu kremíkavýroba:
Čas odoslania: jún-07-2024