Пећ за раст кристала је основна опрема засилицијум карбидараст кристала. Слична је традиционалној пећи за раст кристала од кристалног силицијума. Структура пећи није веома компликована. Углавном се састоји од тела пећи, система грејања, механизма преноса калемова, система за прикупљање и мерење вакуума, система гасног пута, система за хлађење, контролног система итд. Термичко поље и процесни услови одређују кључне индикаторекристал силицијум карбидакао што су квалитет, величина, проводљивост и тако даље.
С једне стране, температура током растакристал силицијум карбидаје веома висока и не може се пратити. Дакле, главна потешкоћа лежи у самом процесу. Главне потешкоће су следеће:
(1) Потешкоће у контроли термичког поља:
Праћење затворене високотемпературне шупљине је тешко и неконтролисано. За разлику од традиционалног решења заснованог на силицијуму, опреме за директно извлачење кристала са високим степеном аутоматизације и процесом раста кристала који се може посматрати и контролисати, кристали силицијум карбида расту у затвореном простору у окружењу високе температуре изнад 2.000 ℃ и на температури раста потребно је прецизно контролисати током производње, што отежава контролу температуре;
(2) Потешкоће у контроли кристалног облика:
Микропипе, полиморфне инклузије, дислокације и други дефекти су склони да се јављају током процеса раста, утичу и еволуирају једни на друге. Микропипе (МП) су дефекти пролазног типа величине од неколико микрона до десетина микрона, који су убојити дефекти уређаја. Монокристали силицијум карбида укључују више од 200 различитих облика кристала, али само неколико кристалних структура (тип 4Х) су полупроводнички материјали потребни за производњу. Трансформација кристалног облика се лако дешава током процеса раста, што резултира полиморфним дефектима инклузије. Због тога је неопходно прецизно контролисати параметре као што су однос силицијум-угљеник, градијент температуре раста, брзина раста кристала и притисак протока ваздуха. Поред тога, постоји температурни градијент у термичком пољу раста монокристала силицијум карбида, што доводи до природног унутрашњег напрезања и резултујућих дислокација (дислокација базалне равни БПД, вијчана дислокација ТСД, ивица дислокација ТЕД) током процеса раста кристала, чиме утичући на квалитет и перформансе накнадне епитаксије и уређаја.
(3) Тешка допинг контрола:
Уношење спољашњих нечистоћа мора бити строго контролисано да би се добио проводни кристал са усмереним допирањем;
(4) Спора стопа раста:
Стопа раста силицијум карбида је веома спора. Традиционалним силицијумским материјалима је потребно само 3 дана да прерасту у кристалну шипку, док кристалним штаповима од силицијум карбида треба 7 дана. Ово доводи до природно ниже ефикасности производње силицијум карбида и веома ограничене производње.
Са друге стране, параметри епитаксијалног раста силицијум карбида су изузетно захтевни, укључујући непропусност опреме, стабилност притиска гаса у реакционој комори, прецизну контролу времена увођења гаса, тачност гаса. однос и стриктно управљање температуром таложења. Конкретно, са побољшањем нивоа напонске отпорности уређаја, тешкоћа контролисања основних параметара епитаксијалне плочице значајно се повећала. Поред тога, са повећањем дебљине епитаксијалног слоја, како контролисати уједначеност отпора и смањити густину дефеката, истовремено осигурати дебљину, постао је још један велики изазов. У електрифицирани систем управљања потребно је интегрисати сензоре и актуаторе високе прецизности како би се осигурало да се различити параметри могу прецизно и стабилно регулисати. Истовремено, оптимизација контролног алгоритма је такође кључна. Потребно је да буде у стању да прилагоди стратегију управљања у реалном времену према повратном сигналу да би се прилагодио различитим променама у процесу епитаксијалног раста силицијум карбида.
Главне потешкоће уподлога од силицијум карбидапроизводња:
Време поста: Јун-07-2024