Tanuru ya ukuaji wa kioo ni vifaa vya msingi vyasilicon carbudiukuaji wa kioo. Ni sawa na tanuru ya ukuaji wa fuwele ya silicon ya jadi. Muundo wa tanuru sio ngumu sana. Inaundwa hasa na mwili wa tanuru, mfumo wa joto, utaratibu wa maambukizi ya coil, upatikanaji wa utupu na mfumo wa kipimo, mfumo wa njia ya gesi, mfumo wa baridi, mfumo wa udhibiti, nk. Eneo la joto na hali ya mchakato huamua viashiria muhimu vyakioo cha silicon carbudikama ubora, ukubwa, conductivity na kadhalika.
Kwa upande mmoja, hali ya joto wakati wa ukuaji wakioo cha silicon carbudiiko juu sana na haiwezi kufuatiliwa. Kwa hiyo, shida kuu iko katika mchakato yenyewe. Shida kuu ni kama ifuatavyo.
(1) Ugumu katika udhibiti wa uwanja wa joto: Ufuatiliaji wa patiti iliyofungwa ya joto la juu ni mgumu na hauwezi kudhibitiwa. Tofauti na vifaa vya ukuzaji wa fuwele vya asili vilivyo na msingi wa silicon vyenye kiwango cha juu cha uotomatiki na mchakato wa ukuaji wa fuwele unaoonekana na unaoweza kudhibitiwa, fuwele za silicon carbide hukua katika nafasi iliyofungwa katika mazingira ya halijoto ya juu zaidi ya 2,000 ℃, na halijoto ya ukuaji. inahitaji kudhibitiwa kwa usahihi wakati wa uzalishaji, ambayo inafanya udhibiti wa joto kuwa mgumu;
(2) Ugumu katika udhibiti wa umbo la fuwele: mirija ndogo, ujumuisho wa polimorphic, kutengana na kasoro zingine zinaweza kutokea wakati wa mchakato wa ukuaji, na huathiri na kubadilika kila mmoja. Micropipes (MP) ni kasoro za aina zenye ukubwa wa mikroni kadhaa hadi makumi ya mikroni, ambazo ni kasoro kuu za vifaa. Fuwele moja ya silicon carbide inajumuisha zaidi ya aina 200 tofauti za fuwele, lakini miundo michache tu ya fuwele (aina ya 4H) ndiyo nyenzo za semiconductor zinazohitajika kwa uzalishaji. Ubadilishaji wa fomu ya kioo ni rahisi kutokea wakati wa mchakato wa ukuaji, na kusababisha kasoro za ujumuishaji wa polymorphic. Kwa hivyo, inahitajika kudhibiti kwa usahihi vigezo kama vile uwiano wa silicon-kaboni, upinde rangi ya ukuaji, kasi ya ukuaji wa fuwele na shinikizo la mtiririko wa hewa. Kwa kuongeza, kuna upinde wa joto katika uwanja wa joto wa ukuaji wa silicon carbudi moja ya fuwele, ambayo husababisha dhiki ya ndani ya asili na migawanyiko inayotokana (basal plane dislocation BPD, screw dislocation TSD, edge dislocation TED) wakati wa mchakato wa ukuaji wa kioo, na hivyo. kuathiri ubora na utendaji wa epitaxy na vifaa vinavyofuata.
(3) Udhibiti mgumu wa doping: Uingizaji wa uchafu wa nje lazima udhibitiwe madhubuti ili kupata kioo conductive na doping directional;
(4) Kiwango cha ukuaji wa polepole: Kiwango cha ukuaji wa silicon carbudi ni polepole sana. Nyenzo za asili za silicon zinahitaji siku 3 pekee kukua na kuwa fimbo ya fuwele, huku fimbo za fuwele za silicon carbudi zinahitaji siku 7. Hii inasababisha ufanisi wa chini wa uzalishaji wa silicon carbudi na pato mdogo sana.
Kwa upande mwingine, vigezo vya ukuaji wa epitaxial ya silicon carbide ni muhimu sana, pamoja na uimara wa vifaa, utulivu wa shinikizo la gesi kwenye chumba cha athari, udhibiti sahihi wa wakati wa kuanzishwa kwa gesi, usahihi wa gesi. uwiano, na usimamizi mkali wa joto la utuaji. Hasa, pamoja na uboreshaji wa kiwango cha upinzani wa voltage ya kifaa, ugumu wa kudhibiti vigezo vya msingi vya kaki ya epitaxial imeongezeka kwa kiasi kikubwa. Kwa kuongeza, pamoja na ongezeko la unene wa safu ya epitaxial, jinsi ya kudhibiti usawa wa resistivity na kupunguza wiani wa kasoro wakati kuhakikisha unene imekuwa changamoto nyingine kubwa. Katika mfumo wa udhibiti wa umeme, ni muhimu kuunganisha sensorer za juu-usahihi na actuators ili kuhakikisha kwamba vigezo mbalimbali vinaweza kudhibitiwa kwa usahihi na kwa utulivu. Wakati huo huo, uboreshaji wa algorithm ya udhibiti pia ni muhimu. Inahitaji kuwa na uwezo wa kurekebisha mkakati wa udhibiti katika muda halisi kulingana na mawimbi ya maoni ili kukabiliana na mabadiliko mbalimbali katika mchakato wa ukuaji wa epitaxial wa silicon carbide.
Shida kuu katikasubstrate ya silicon carbudiutengenezaji:
Muda wa kutuma: Juni-07-2024