Peč za rast kristalov je osnovna oprema zasilicijev karbidrast kristalov. Podobna je tradicionalni peči za rast kristalov iz kristalnega silicija. Struktura peči ni zelo zapletena. V glavnem je sestavljen iz telesa peči, ogrevalnega sistema, mehanizma za prenos tuljave, sistema za zajemanje in merjenje vakuuma, sistema plinske poti, hladilnega sistema, krmilnega sistema itd. Toplotno polje in pogoji postopka določajo ključne kazalnikekristal silicijevega karbidakot so kakovost, velikost, prevodnost itd.
Po eni strani temperatura med rastjokristal silicijevega karbidaje zelo visoka in je ni mogoče spremljati. Zato je glavna težava v samem procesu. Glavne težave so naslednje:
(1) Težave pri nadzoru toplotnega polja: Nadzor zaprte visokotemperaturne votline je težaven in nenadzorovan. Kristali silicijevega karbida rastejo v zaprtem prostoru v visokotemperaturnem okolju nad 2000 ℃, v nasprotju s tradicionalno opremo za rast kristalov z neposrednim vlekom in visoko stopnjo avtomatizacije ter opazljivim in nadzorovanim procesom rasti kristalov. med proizvodnjo je treba natančno nadzorovati, kar oteži nadzor temperature;
(2) Težave pri nadzoru kristalne oblike: mikrocevi, polimorfni vključki, dislokacije in druge napake so nagnjene k pojavu med procesom rasti ter vplivajo druga na drugo in se razvijajo. Mikrocevi (MP) so skoznje napake velikosti od nekaj mikronov do deset mikronov, ki so ubijalske napake naprav. Monokristali silicijevega karbida vključujejo več kot 200 različnih kristalnih oblik, vendar je le nekaj kristalnih struktur (tip 4H) polprevodniški material, potreben za proizvodnjo. Med postopkom rasti lahko pride do transformacije kristalne oblike, kar ima za posledico polimorfne inkluzijske napake. Zato je treba natančno nadzorovati parametre, kot so razmerje silicij-ogljik, temperaturni gradient rasti, hitrost rasti kristalov in tlak zračnega toka. Poleg tega obstaja temperaturni gradient v toplotnem polju rasti monokristala silicijevega karbida, kar vodi do naravne notranje napetosti in posledičnih dislokacij (dislokacija bazalne ravnine BPD, vijačna dislokacija TSD, robna dislokacija TED) med procesom rasti kristala, s čimer ki vplivajo na kakovost in učinkovitost kasnejše epitaksije in naprav.
(3) Težavna kontrola dopinga: vnos zunanjih nečistoč mora biti strogo nadzorovan, da se pridobi prevodni kristal z usmerjenim dopingom;
(4) Počasna stopnja rasti: Stopnja rasti silicijevega karbida je zelo počasna. Tradicionalni silicijevi materiali potrebujejo le 3 dni, da zrastejo v kristalno palico, medtem ko kristalne palice iz silicijevega karbida potrebujejo 7 dni. To vodi do naravne nižje proizvodne učinkovitosti silicijevega karbida in zelo omejene proizvodnje.
Po drugi strani pa so parametri epitaksialne rasti silicijevega karbida izredno zahtevni, vključno z zrakotesnostjo opreme, stabilnostjo tlaka plina v reakcijski komori, natančnim nadzorom časa vnosa plina, natančnostjo plina. razmerje in strogo upravljanje temperature nanašanja. Zlasti z izboljšanjem ravni napetostnega upora naprave se je težava pri nadzoru osnovnih parametrov epitaksialne rezine znatno povečala. Poleg tega je s povečanjem debeline epitaksialne plasti postalo še en velik izziv, kako nadzorovati enakomernost upornosti in zmanjšati gostoto napak ob zagotavljanju debeline. V elektrificiranem krmilnem sistemu je treba integrirati visoko precizne senzorje in aktuatorje, da se zagotovi natančno in stabilno reguliranje različnih parametrov. Ob tem je ključnega pomena tudi optimizacija krmilnega algoritma. Mora biti sposoben prilagoditi nadzorno strategijo v realnem času glede na povratni signal, da se prilagodi različnim spremembam v procesu epitaksialne rasti silicijevega karbida.
Glavne težave prisubstrat iz silicijevega karbidaproizvodnja:
Čas objave: jun-07-2024